硝酸鋁廣泛用于有機合成、印染工業(yè)等。工業(yè)上以鋁灰為原料(主要成分為Al,含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等)制備硝酸鋁的工藝流程如下:

已知:Al(OH)3沉淀和溶解的pH如下表:

Al(OH)3
開始沉淀
沉淀完全
沉淀開始溶解
沉淀溶解完全
pH
3.3
5.0
7.8
12.8
 
回答下列問題:
(1)堿溶時,發(fā)生主反應的離子方程式為________________________________。
(2)工藝流程中第一次加入硝酸調(diào)pH=7.0的目的是__________________________________________________________。
pH=7.0時,溶液中c(Al3)=________(通常條件下,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)。
(3)若忽略雜質(zhì)跟酸、堿的反應,則在堿溶、調(diào)pH=7.0、酸溶過程中,理論上消耗堿、酸的物質(zhì)的量之比n1(NaOH)∶n2(HNO3)∶n3(HNO3)=________。
(4)現(xiàn)用1 t鋁灰制硝酸鋁晶體[Al(NO33·9H2O],最后生產(chǎn)出7.5 t硝酸鋁晶體,若生產(chǎn)過程中鋁元素的損失率為10%,計算鋁灰中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)。

(1)2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H2
(2)使Al(OH)3沉淀完全 1.3×10-12 mol·L-1
(3)1∶1∶3
(4)60%

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

鐵是地殼中含量很豐富的元素,金屬鐵是在高爐中冶煉的,在冶金工業(yè)中,常用焦炭來冶煉鐵。
(1)寫出焦炭在高爐中所參與的兩個反應的化學方程式:
___________________________。
(2)寫出赤鐵礦被CO還原成鐵的化學方程式:________________。
(3)實驗室中可用CO還原Fe2O3,在加熱Fe2O3前應________,直到無________現(xiàn)象時才能點燃酒精燈加熱,否則可能發(fā)生________現(xiàn)象,未反應完全的CO________(填“能”或“不能”)排放到大氣中,應做________處理。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

Fe元素是地殼中最豐富的元素之一,在金屬中含量僅次于鋁,鐵及其化合物在生活生產(chǎn)中有廣泛應用。請回答下列問題。
(1)磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,若有1 mol Fe3O4參加反應,轉移電子的物質(zhì)的量是________ mol。
(2)與明礬相似,硫酸鐵也可用作凈水劑,在使用時發(fā)現(xiàn)硫酸鐵并不能使酸性廢水中的懸浮物沉降除去,其原因是___________________________________________________。
(3)某課外活動小組將下圖所示裝置按一定順序連接,在實驗室里制取一定量的FeCl3(所通氣體過量并充分反應)。

請回答下列問題:
①各裝置的正確連接順序為(填寫裝置代號)
A→________→________→________→D。
②裝置C的作用是_______________________________________________________。
③反應開始后,B中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為________;可以檢驗生成物中含有Fe3的試劑是________(填寫試劑名稱)。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

某研究小組將一批廢棄的線路板經(jīng)濃硝酸和稀硫酸處理后得到一混合溶液,其中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金屬離子,并設計了以下兩種流程以分別制取CuSO4·5H2O晶體和AlCl3
溶液:

已知:相關金屬離子開始沉淀至完全沉淀時的pH范圍為:

離子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Cu2+
pH范圍
2.2~3.2
5.5~9.0
4.1~5.0
5.3~6.6
請回答下列問題:
(1)加入H2O2的作用是                                   ,欲使制取的CuSO4·5H2O晶體較為純凈,pH至少應調(diào)至    
(2)寫出H2O2與Fe2+反應的離子方程式:                                      。
(3)流程②中加入適量Al粉起的作用是                         。
(4)根據(jù)你所學的化學知識,由AlCl3溶液(不添加其他化學試劑)能否制得無水AlCl3    (填“能”或“不能”),原因是         
(5)取體積為V(L)的酸浸液,向其中滴加a mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與所加的NaOH溶液的體積(L)關系如圖。請用V1、V2、V3表示所取的酸浸液中n(Fe3+)∶n(Al3+)=                    。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

菱鋅礦的主要成分是碳酸鋅,還含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等雜質(zhì)。如圖是以菱鋅礦為原料制取輕質(zhì)氧化鋅的一種工藝流程,該流程還可以得到兩種副產(chǎn)品——海綿銅和鐵紅。

請結合下表數(shù)據(jù),回答問題:

離子
開始沉淀時的pH
完全沉淀時的pH
Fe2
6.3
9.7
Fe3
1.5
3.2
Zn2
6.2
8.0
 
(1)下列試劑中,________(填代號)可作為試劑甲的首選。
A.KMnO4      B.Cl2       C.H2O2      D.濃硝酸
根據(jù)所選試劑寫出與之反應的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)氫氧化鐵固體會吸附一些SO42-,如何洗滌Fe(OH)3固體以及如何判斷是否洗滌干凈?
洗滌方法:______________________________________________________________,判斷是否洗滌干凈的方法是_______________________________________。
(3)除鐵步驟中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,其適宜的pH范圍是______________;調(diào)節(jié)溶液pH時,除了氨水外,還可以加入下列物質(zhì)中的________。
a.Zn     b.ZnO    c.Zn(OH)2    d.CuO
(4)經(jīng)測定乙溶液中仍含有少量的Fe3和Zn2。若c(Fe3)為4.0×10-17  mol·L-1,則c(Zn2)為______________ mol·L-1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17)。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

以黃銅礦(主要成分是CuFeS2,含少量雜質(zhì)SiO2)為原料煉銅的方法分為高溫煉銅和濕法煉銅兩種。近年來,濕法煉銅有了新進展,科學家發(fā)現(xiàn)有一種細菌在酸性水溶液、氧氣存在下,可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽:4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。某工廠運用該原理生產(chǎn)銅和綠礬的工藝如下:

回答下列問題:
(1)下列物質(zhì)中可以用于上述流程中調(diào)節(jié)溶液pH的是    (填序號)。

A.Cu; B.Cu2(OH)2CO3; C.H2SO4; D.Fe;E.CuO 
(2)濾渣A的主要成分為                     (寫化學式)。
(3)寫出反應Ⅰ的化學方程式:                     。
(4)試劑a為                                 。
(5)欲從溶液中獲得綠礬晶體,分離操作Ⅰ應為    (寫操作名稱)。
(6)生產(chǎn)過程中,除了試劑a、H2O可以循環(huán)使用外,還可循環(huán)使用的物質(zhì)有    (寫化學式)。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

鋁灰的回收利用方法很多,現(xiàn)用含有Al2O3,SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(S04)318H2O,工藝流程如下:

請回答下列問題:
(1)加入過量稀H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是______________。
(2)流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替,若用H2O2發(fā)生反應的化學方程式為_______________。
(3)已知:濃度均為O.1mol/L的金屬陽離子,生成氫氧化物沉淀的pH如下表:

步驟③的目的是__________________________________________________________;若在該濃度下除去鐵的化合物,調(diào)節(jié)pH的最大范圍是___________。
(4)已知當pH=2時,F(xiàn)e3開始沉淀的濃度為_______________。
(5)操作④發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________;為了驗證該操作所得固體中確實含有MnO2,可選用的試劑是_________或_________。
(6)操作⑤“一系列操作",下列儀器中不需用的是___________(填序號)。

A.蒸發(fā)皿 B.坩堝 C.玻璃棒 D.酒精燈E.漏斗 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛,請根據(jù)下列實驗回答問題:
(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒,生成有磁性的固體Y,將Y溶于過量鹽酸的溶液中含有的大量陽離子是   。 
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四種離子,向其中加入過量的NaOH溶液后,過濾,將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入過量的稀鹽酸中,所得溶液與原溶液相比,溶液中大量減少的陽離子是   。 
A.Mg2+ B.Fe2+                   C.Al3+        D.Cu2+
(3)氧化鐵是重要工業(yè)顏料,用廢鐵屑制備它的流程如下:

回答下列問題:
①操作Ⅰ的名稱是   ,操作Ⅱ的名稱是   。 
②寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學方程式              。 
(4)有些同學認為KMnO4溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定。
a.稱取2.850 g綠礬(FeSO4·7H2O)產(chǎn)品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待測溶液放入錐形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。
①實驗前,首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250 mL,配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需   。 
②某同學設計的下列滴定方式,最合理的是   。(夾持部分略去)(填字母序號) 

③寫出滴定過程中反應的離子方程式:                  。 
④計算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分數(shù)為       。 

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

工業(yè)制鈦白粉產(chǎn)生的廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生產(chǎn)補血劑乳酸亞鐵。其生產(chǎn)流程如下:

已知:TiOSO4可溶于水,在水中電離為TiO2+和SO42-。請回答下列問題:
(1)寫出TiOSO4水解生成鈦酸H4TiO4的離子方程式                          。步驟①中加入足量鐵屑的目的是              。
(2)工業(yè)上由H4TiO4可制得鈦白粉TiO2。TiO2直接電解還原法(劍橋法)生產(chǎn)鈦 是一種較先進的方法,電解質(zhì)為熔融的CaCl2,原理如圖所示,陰極的電極反應為_______________。

(3)步驟②的離子方程式是                            ,所得副產(chǎn)品主要 是__________(填化學式)。
(4)步驟④的結晶過程中必須控制一定的真空度,原因是                     。
(5)乳酸可由乙烯經(jīng)下列步驟合成:

上述合成路線的總產(chǎn)率為60%,乳酸與碳酸亞鐵反應轉化為乳酸亞鐵晶體的產(chǎn)率為90%,則生產(chǎn)468 kg乳酸亞鐵晶體(M=234 g/mol)需要標準狀況下的乙烯        m3。

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