【題目】以冶煉金屬鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì)α-氧化鋁,既能降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為A12O3(含少量雜質(zhì)SiO2、FeO、Fe2O3),其制備流程如下:

(1)用上圖中濾渣NaOH焙燒制備硅酸鈉,可采用的裝置為_____(填選項(xiàng)編號(hào))。

(2)流程中加入H2O2有氣體產(chǎn)生,原因是___________________________________

(3)通過調(diào)節(jié)溶液的pH沉鐵,得到Fe(OH)3.已知:

 Fe3+

 Fe2+

 Al3+

 開始沉淀時(shí)的pH

 2.2

 7.5

 3.7

 完全沉淀時(shí)的pH

 3.2

 9.0

 4.7

為保證產(chǎn)品的純度,可以選用下列物質(zhì)中的_______調(diào)節(jié)溶液pH(填字母),調(diào)節(jié)pH的范圍為______________。

a.Al2O3 b.NaOH c.Al(OH)3 d.Na2CO3

(4)煅燒硫酸鋁銨晶體,發(fā)生的主要反應(yīng)為:4[NH4Al(SO4212H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O,將產(chǎn)生的氣體通過下圖所示的裝置:

①集氣瓶中收集到的氣體是____________(填化學(xué)式)。

②裝有KMnO4溶液洗氣瓶的作用是____________________________。

③選用一種常用化學(xué)試劑和稀硝酸檢驗(yàn)硫酸鋁銨,該試劑_________。寫出硫酸鋁銨加入足量該試劑的離子方程式__________________________________________________

20℃時(shí),0.1mol·L1硫酸鋁銨,其溶液pH=3,則溶液中,2c(SO42)-c(NH4+)-3c(Al3+)=____________mol·L1(填具體數(shù)字計(jì)算式,不必化簡(jiǎn))

【答案】B Fe3+對(duì)H2O2的分解有催化作用 ac 3.2≤pH<3.7 N2 吸收SO2 Ba(OH)2 NH4++Al3++2SO42+2Ba2++5OH=AlO2+2BaSO4↓+NH3+3H2O 103-1011

【解析】

(1)鋁灰中A12O3FeO、Fe2O3均被稀硫酸溶解,所以剩余的“濾渣”的主要成分是SiO2;二氧化硅與氫氧化鈉焙燒制備硅酸鈉;蒸發(fā)皿不能用來加熱固體;鐵與二氧化硅、氫氧化鈉均不反應(yīng),可以用鐵坩堝進(jìn)行加熱;玻璃中含二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng);瓷坩堝含有二氧化硅和氫氧化鈉反應(yīng);

(2)雙氧水在氧化亞鐵離子時(shí),溶液中的Fe3+對(duì)H2O2的分解有催化作用,所以流程中加入H2O2有氣體產(chǎn)生;

(3)本流程最終制備氧化鋁,因此,要加入含有鋁元素,能夠與酸反應(yīng),但不溶于水的化合物來調(diào)節(jié)溶液的pH,氧化鋁、氫氧化鋁都不溶于水,都能和酸反應(yīng),溶解后又不產(chǎn)生新雜質(zhì),滿足流程要求;而氫氧化鈉、碳酸鈉不僅和鐵離子反應(yīng),也能和鋁離子反應(yīng),無法達(dá)到只沉鐵的目的;

為了使鐵離子變?yōu)槌恋恚X離子不沉淀,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍為3.2≤pH<3.7;

(4)將產(chǎn)生的混合氣體通入裝置中,水分溶在NaHSO3溶液中,SO3溶于水生成H2SO4,H2SO4NaHSO3反應(yīng)生成SO2;同時(shí)NaHSO3溶液能與氨水反應(yīng),所以混合氣體中被吸收了SO3NH3;KMnO4具有強(qiáng)氧化性,能將SO2氧化,最終用排水法收集N2

NH4AlSO4212H2O分解生成的氣體NH3SO3被亞硫酸鈉吸收,二氧化硫被高錳酸鉀吸收,所以最后集氣瓶中收集到的氣體是N2;

②KMnO4具有強(qiáng)氧化性,能將SO2氧化吸收;因此裝有KMnO4溶液洗氣瓶的作用是吸收SO2;

NH4AlSO4212H2O晶體中含有銨根離子、鋁離子和硫酸根離子,加入濃Ba(OH)2溶液就可以檢驗(yàn)出三種離子;硫酸鋁銨加入足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、偏鋁酸鋇、一水合氨,據(jù)此寫出離子方程式;

20 時(shí),0.1mol·L1硫酸鋁銨,其溶液pH=3,根據(jù)電荷守恒分析離子濃度的關(guān)系。

(1)能夠焙燒固體的裝置是坩堝,NaOH能和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉,所以不能采用瓷坩堝灼燒,所以應(yīng)該采用鐵坩堝,故選B,

故答案為:B;

(2)在實(shí)驗(yàn)流程中,H2O2具有氧化性,能氧化亞鐵離子生成鐵離子,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,而Fe3+對(duì)H2O2的分解有催化作用。

故答案為:Fe3+對(duì)H2O2的分解有催化作用;

(3)為保證產(chǎn)品-氧化鋁的純度,可以選用a.A12O3 c.Al(OH)3調(diào)節(jié)溶液pH。Fe3+開始沉淀的pH=2.2,沉淀完全的pH=3.2要使Fe3+完全沉淀調(diào)節(jié)pH的范圍為3.2≤pH<3.7。

故答案為:a c; 3.2≤pH<3.7;

(4)①依據(jù)方程式:4[NH4AlSO4212H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O,煅燒硫酸鋁銨晶體,生成的氣體有NH3、N2、SO3、SO2、H2O,混合氣體中氨氣、三氧化硫易溶于水,能夠被飽和NaHSO3溶液吸收,二氧化硫具有還原性能夠被酸性高錳酸鉀溶液吸收,氮?dú)獠蝗苡谒,不能被吸?/span>,剩余N2,所以集氣瓶中收集到的氣體是N2

故答案為:N2;

②二氧化硫能夠與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以裝有KMnO4溶液洗氣瓶的作用是吸收SO2;

故答案為:吸收SO2;

NH4AlSO4212H2O晶體中含有銨根離子、鋁離子和硫酸根離子,加入濃Ba(OH)2溶液就可以檢驗(yàn)出三種離子:向硫酸鋁銨溶液中逐滴濃氫氧化鋇溶液直至過量,先產(chǎn)生白色沉淀,并聞到有刺激性氣味;因?yàn)榱蛩徜^不溶于強(qiáng)堿,而氫氧化鋁溶于過量的強(qiáng)堿;所以當(dāng)堿過量后,白色沉淀部分溶解;

硫酸鋁銨加入足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成硫酸鋇、偏鋁酸鋇、一水合氨;離子方程式NH4++Al3++2SO42+2Ba2++5OH=AlO2+2BaSO4↓+NH3+3H2O

故答案為:Ba(OH)2;NH4++Al3++2SO42+2Ba2++5OH=AlO2+2BaSO4↓+NH3+3H2O;

20 時(shí),0.1mol·L1硫酸鋁銨,其溶液pH=3,根據(jù)電荷守恒,有2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)= c(H+)-=(10-3-10-11)molL-1

故答案為:10-3-10-11。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是

A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)

B. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO (s)

C. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)

D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的方法是將苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液加熱到 50~60℃反應(yīng)。已知苯與硝基苯的基本物理性質(zhì)如下表所示:

熔點(diǎn)

沸點(diǎn)

狀態(tài)

5.51℃

80.1℃

無色液體

硝基苯

5.7℃

210.9℃

油狀液體

(1)(在大試管中)配制濃硫酸和濃硝酸的混合酸的操作方法是____________________

(2)分離硝基苯和水的混合物的方法是________;分離硝基苯和苯的方法是_________

(3)某同學(xué)用如圖裝置制取硝基苯:

①用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________;

②被水浴加熱的試管口部都要帶一長(zhǎng)導(dǎo)管,其作用是______________________________

(4)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化鈣(CaO2)是一種白色晶體,無臭無味,能潮解,難溶于水,可與水緩慢反應(yīng);不溶于醇類、乙醚等,易與酸反應(yīng),常用作殺菌劑、防腐劑等。通常利用CaCl2在堿性條件下與H2O2反應(yīng)制得。

某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制備CaO2的實(shí)驗(yàn)方案和裝置示意圖如下:

請(qǐng)回答下列問題:

(1)三頸燒瓶中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________;

(2)支管B的作用是__________;加入氨水的作用是________________;

(3)步驟③中洗滌CaO2·8H2O的液體X的最佳選擇是____________;

A.無水乙醇 B.濃鹽酸 C.水 DCaCl2溶液

(4)過氧化鈣可用于長(zhǎng)途運(yùn)輸魚苗,這體現(xiàn)了過氧化鈣_____________的性質(zhì);

A.可緩慢供氧 B.能吸收魚苗呼出的CO2氣體C.能潮解 D.可抑菌

(5)已知CaO2350℃時(shí)能迅速分解,生成CaOO2。該小組采用如圖所示的裝置測(cè)定剛才制備的產(chǎn)品中CaO2的純度(設(shè)雜質(zhì)不分解產(chǎn)生氣體)

①檢查該裝置氣密性的方法是:____________________;

②使用分析天平準(zhǔn)確稱取0.5000g樣品,置于試管中加熱使其完全分解,收集到 33.60mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________(保留4位有效數(shù)字);

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】異丁酸-3-苯丙酯()是一種香料,下圖是這種香料的一種合成路線:

已知以下信息:

①有機(jī)物E的摩爾質(zhì)量為88 g·mol1,其核磁共振氫譜表明含有3種不同環(huán)境的氫原子。

②有機(jī)物F是苯甲醇的同系物。

R—CH==CH2R—CH2CH2OH

請(qǐng)回答下列問題:

(1)異丁酸-3-苯丙酯的分子式為________________。

(2)A分子中的官能團(tuán)名稱為________________

(3)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。

(4)一定條件下,1 mol D2 mol H2能夠完全反應(yīng)生成F,D能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng),因此D生成F的反應(yīng)類型為________________。

(5)EF反應(yīng)生成異丁酸-3-苯丙酯的化學(xué)方程式為________________________。

(6)已知有機(jī)化合物甲符合下列條件:

①與F是同分異構(gòu)體;②苯環(huán)上有3個(gè)支鏈;③核磁共振氫譜顯示其含有5種不同環(huán)境的氫原子,且不同環(huán)境的氫原子個(gè)數(shù)比為62211;④與FeCl3溶液不能發(fā)生顯色反應(yīng)。

寫出符合上述條件的有機(jī)物甲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_____________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在甲、乙兩燒杯中分別加入含等物質(zhì)的量的硫酸溶液,再向甲燒杯中加入m g鎂,向乙燒杯中加入m g鋅。完全反應(yīng)后,有一燒杯中仍有金屬未溶解,則每一燒杯中反應(yīng)前H2SO4的物質(zhì)的量X的值是(  )

A.m/24Xm/65B.X≥m/24

C.m/24X≥m/65D.X≤m/65

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在密閉容中發(fā)生下列反應(yīng)aA(g)cC(g)dD(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,將氣體體積壓縮到原來的一半,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),D的濃度為原平衡的1.8倍,下列敘述正確的是

A. A的轉(zhuǎn)化率變小 B. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

C. D的體積分?jǐn)?shù)變大 D. acd

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列屬于水解反應(yīng)且正確的是

A. H2O+H2OH3O++OH B. Br+H2OHBr+OH

C. HCO3-+H2OCO32-+H3O+ D. CO32﹣+H2OHCO3+OH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Na2S2O4俗稱保險(xiǎn)粉,常用做紡織工業(yè)的漂白劑、脫色劑等。某科研小組制備并探究其性質(zhì)。

資料:Na2S2O4易溶于水,具有極強(qiáng)的還原性,易被空氣氧化,在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。

Ⅰ.制備Na2S2O4 (部分加熱等輔助儀器略去)

(1)儀器①的名稱是___________

(2)B裝置用于制備Na2S2O4。第一步反應(yīng):Zn+2SO2ZnS2O4;第二步,加入NaOH溶液,于28~35℃下反應(yīng)生成Na2S2O4,該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),先向B中通入SO2的原因,除產(chǎn)生Zn S2O4之外,另一原因是___________。

(4)反應(yīng)后除去B中的沉淀,在濾液中加入一定量的NaCl固體攪拌,有Na2S2O4晶體析出。加入NaCl固體的作用是___________

Ⅱ.探究Na2S2O4的性質(zhì)

(5)隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產(chǎn)物Na2SO3Na2S2O3SO2,但科研小組沒有做到完全隔絕空氣,得到的固體產(chǎn)物中還含有Na2SO4。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該分解產(chǎn)物中含有Na2SO4。實(shí)驗(yàn)方案是___________。(可選試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4,溶液)

(6)制備納米級(jí)銀粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4,加入一定量的AgNO3溶液,生成納米級(jí)的銀粉。在制備銀粉的反應(yīng)中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為21,且生成的含硫物質(zhì)只有一種,寫出該反應(yīng)的離子方程式___________。

(7)為測(cè)定某含硫代硫酸鈉樣品的純度(其它雜質(zhì)均不參加反應(yīng))設(shè)計(jì)如下方案,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

①準(zhǔn)確稱取該硫代硫酸鈉樣品mg,配制成250mL待測(cè)溶液。

②移取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中,加入少量淀粉溶液,用 nmol·L1I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(發(fā)生反應(yīng):2S2O32+I2=S4O32+2I),至滴定終點(diǎn)。

③滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為___________,平均消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,樣品中Na2S2O4的純度為___________(用代數(shù)式表示)。

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