【題目】冰晶石(Na3AlF6)微溶于水,工業(yè)上用螢石(CaF2含量為96%)、二氧化硅為原料,采用氟硅酸鈉法制備冰晶石,其工藝流程如下:

(1)Na3AlF6中氟、鋁以共價(jià)鍵結(jié)合,寫出Na3AlF6中所含陽離子的電子式________________,濾渣A的主要成分是_______________________(填名稱)。

(2)為探究適合“酸浸”的條件,取4份相同樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所得結(jié)果如下表所示:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

螢石品位

硫酸的

反應(yīng)溫度/℃

獲得 Na2SiF6的質(zhì)量

(CaF2含量)

質(zhì)量分?jǐn)?shù)

1

96%

25%

60~70

120

2

96%

35%

60~70

153

3

96%

35%

80~90

100

4

96%

40%

60~70

141

①實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)2獲得Na2SiF6的質(zhì)量低的原因可能是___________________。

②選擇“酸浸”時(shí)所采用的最適合條件為____________________________。

(3)寫出反應(yīng)③的離子方程式:______________________________

(4)“操作ⅰ”不能用硅酸鹽質(zhì)設(shè)備進(jìn)行分離的原因__________________________。

(5)經(jīng)測(cè)定,操作ⅰ所得濾液中所含雜質(zhì)中K+濃度為0.05mol·L-1,當(dāng)Na+濃度降為0.01mol·L-1時(shí),若不考慮其它離子影響和溶液體積變化,K+___________(填“是”或“否”)開始沉淀。(已知25℃時(shí),Ksp(Na3AlF6)=4.0×10-10,Ksp(K3AlF6)=6.0·10-8)

【答案】 Na+ 硫酸鈣 溫度過高,HF揮發(fā),造成獲得Na2SiF6的質(zhì)量降低 35%H2SO4、60~70℃ 3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3++2H2O 濾液中F-水解生成的HF腐蝕硅酸鹽質(zhì)設(shè)備

【解析】(1)Na3AlF6中氟、鋁以共價(jià)鍵結(jié)合,Na3AlF6中所含陽離子為鈉離子電子式為Na+;根據(jù)圖示,反應(yīng)是氟化鈣、二氧化硅、硫酸反應(yīng)生成H2SiF4 和 A,因此濾渣為硫酸鈣正確答案: Na+ ; 硫酸鈣

①根據(jù)圖表信息可知,實(shí)驗(yàn)3比實(shí)驗(yàn)2獲得Na2SiF6的質(zhì)量低的原因是溫度過高,HF揮發(fā),造成獲得Na2SiF6的質(zhì)量降低;正確答案:溫度過高,HF揮發(fā),造成獲得Na2SiF6的質(zhì)量降低。

②酸浸的目的是想得到更多的H2SiF4,根據(jù)表格實(shí)驗(yàn)2中獲得的Na2SiF6的質(zhì)量最多,選擇最適宜的條件為35%H2SO4,控制反應(yīng)溫度60~70℃ 之間;正確答案35%H2SO4、60~70℃

(3)根據(jù)流程圖可知,反應(yīng)③中,氟化鈉、氟化銨和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成Na3AlF6和一水合氨,反應(yīng)的離子方程式:3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O;正確答案:3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O。

(4)濾液中含有氟離子,能夠發(fā)生水解生成氫氟酸,氫氟酸能夠與硅酸鹽質(zhì)設(shè)備反應(yīng);正確答案:濾液中F-水解生成的HF腐蝕硅酸鹽質(zhì)設(shè)備。

(5)根據(jù)Ksp(Na3AlF6)=c(Na+)×c(AlF-6)= 4.0×10-10,當(dāng)c(Na+)=0.01mol·L-1時(shí),c(AlF-6)= 4.0×10-8,QC= c(K +)×c(AlF-6)= 0.05×4.0×10-8=2×10-9< Ksp(K3AlF6)=6.0×10-8,所以K+沒有開始沉淀;正確答案:否。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】鋁用途廣泛,用鋁土礦(主要成分為Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途徑:

(1)濾液A加過量NaOH離子方程式表示為______________________________

(2)灼燒時(shí)盛放藥品的儀器名稱是_______

(3)步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________

(4)步驟Ⅲ中生成固體C的離子反應(yīng)方程式為_____________________________

(5)取濾液B 100mL,加入1 mol/L鹽酸200 mL,沉淀量達(dá)到最大且質(zhì)量為11.7g,則濾液B中c(AlO2____mol/L,c(Na+____6 mol/L (填“大于”、“小于”或“等于”)

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【題目】如下左圖所示,其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH+302+4KOH=2K2CO3+6H20,完成下列問題:

(1)甲池燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為___________________

(2)寫出乙池中電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式: ___________________。

(3)甲池中消耗224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生____g沉淀,此時(shí)乙池中溶液的體積為400mL,該溶液的pH=____________。

(4)某同學(xué)利用甲醇燃料電池設(shè)計(jì)電解法制取漂白液或Fe(OH)2 的實(shí)驗(yàn)裝置(如上右圖)。若用于制漂白液,a 為電池的______極,電解質(zhì)溶液最好用_____。若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液,陽極選用___作電極。

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【題目】在空氣中,有下列反應(yīng)發(fā)生: ①N2 + O2 = 2NO;②2NO+O2=2NO2;③3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO;④ 2SO2+O2 = 2SO3;⑤ SO3 + H2O = H2SO4; ⑥SO2+H2OH2SO3; ⑦3O2 = 2O3,其中屬于氧化還原反應(yīng)的是(  )

A. ①②③④ B. ①②③④⑦ C. ①②④⑦ D. ①②③④⑤⑥⑦

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【題目】8種物質(zhì):①乙烷;②乙烯;③乙炔;④苯;⑤甲苯;⑥溴乙烷;⑦聚乙烯;⑧環(huán)己烯。其中既不能使酸性KMnO4溶液褪色,也不能與溴水反應(yīng)使溴水褪色的是(   )

A. ①②③⑤B. ①④⑥⑦

C. ④⑥⑦⑧D. ②③⑤⑧

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【題目】實(shí)驗(yàn)室里需要純凈的氯化鈉晶體,但現(xiàn)在只有混有硫酸鈉、碳酸氫銨的氯化鈉。某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下方案:

請(qǐng)回答下列問題:

(1)操作①加熱的目的是________________,

(2)操作②除用BaCl2溶液外,還可用____________替代。

(3)操作②,判斷SO42-已除盡的方法是________________________。

(4)操作③的目的是____________,不先過濾后再加Na2CO3溶液的理由是____________。

(5)操作④的名稱是______________,應(yīng)在________(填儀器名稱)中進(jìn)行。

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【題目】納米級(jí)Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁記錄材料、生物功能材料等諸多領(lǐng)域有重要應(yīng)用,探究其制備和用途意義重大。

(1)還原-沉淀法:①用還原劑Na2SO3將一定量Fe3+可溶鹽溶液中的1/3Fe3+還原,使Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量比為1:2。②然后在①所得體系中加入氨水,鐵元素完全沉淀形成納米Fe3O4。寫出②過程的離子方程式:__________________________

當(dāng)還原后溶液中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1時(shí),由下表數(shù)據(jù)可知,產(chǎn)品磁性最大,可能的原因是___________________________ 。

c(Fe2+):c(Fe3+)

沉淀性狀

磁性大小

1:3

紅棕色

92.7%

1:2

棕色

96.5%

2:1

黑色

100%

(2)電化學(xué)法也可制備納米級(jí)Fe3O4,用面積為4cm2的不銹鋼小球(不含鎳、鉻)為工作電極,鉑絲作陰極,用Na2SO4溶液作為電解液,電解液的pH維持在10左右,電流50mA。生成Fe3O4的電極反應(yīng)為________________________。

(3)已知:H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) △H=+285.5kJ·mol-1,以太陽能為熱源分解Fe3O4,經(jīng)由熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水制H2的過程如下,完善以下過程Ⅰ的熱化學(xué)方程式。

過程Ⅰ:________________________________,

過程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) △H=+128.9kJ·mol-1

(4)磁鐵礦(Fe3O4)常作冶鐵的原料,主要反應(yīng)為:Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g),該反應(yīng)的△H<0,T℃時(shí),在IL恒容密閉容器中,加入Fe3O4、CO各0.5mol,10min后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器中CO2的濃度是0.4mol·L-1。

①T℃時(shí),10min內(nèi)用Fe3O4表示的平均反應(yīng)速率為_____g·min-1。

②其他條件不變時(shí),該反應(yīng)在不同溫度下,CO2含量隨時(shí)間的變化φ(CO2)-t曲線如圖所示,溫度T1、T2、T3由大到小的關(guān)系是_________________,判斷依據(jù)是___________________。

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【題目】丁烯是一種重要的化工原料,可由丁烷催化脫氫制備,正丁烷(C4H10)催化脫氫制1-丁烯(C4H8) 的化學(xué)方程式如下:C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H,如圖是該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖,下列說法正確的是

A. x>0.1

B. △H>O

C. 500C時(shí),壓強(qiáng)xMPa比0.1MPa條件下的平衡常數(shù)大

D. 一定溫度下,在一恒容密閉容器中發(fā)生該反應(yīng),C4H10的濃度越高,平衡轉(zhuǎn)化率越大

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【題目】下列說法正確的是

A. 異丁烷和2-甲基丙烷是同種物質(zhì)

B. H2與重氫互為同素異形體

C. 符合 CnH2n且n不同的烴一定屬于同系物

D. 淀粉和纖維素分子式均為(C6H10O5)n,二者互為同分異構(gòu)體

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