10.鋁是重要的金屬材料,鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制銨明礬晶體[NH4Al(SO42•12H2O]的工藝流程如圖1所示:

請(qǐng)回答下列問題:
(1)固體a的化學(xué)式為SiO2,固體b化學(xué)式為Fe(OH)3,Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O═HCO3-+Al(OH)3↓.
(2)由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al(SO42+3H2O.
(3)由I→II→III→IV都要用到的分離方法是過濾,由銨明礬溶液中制銨明礬晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌.
(4)如果先向鋁土礦加入過量氫氧化鈉,再加入過量鹽酸,此時(shí)首先出現(xiàn)的固體a是Fe2O3
(5)向10gFe2O3、SiO2和Al2O3的混合物中,加入100ml稀硫酸,過濾后,向?yàn)V液中加入10mol/L NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量和加入NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖2所示.則混合物中三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51%.

分析 鋁土礦用鹽酸溶解,Al2O3、Fe2O3反應(yīng)得到AlCl3、FeCl3,SiO2不與鹽酸反應(yīng),過濾得到固體a為SiO2,濾液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl,再加入過量的燒堿,反應(yīng)得到氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉、氯化鈉,過濾,紅褐色沉淀b為氫氧化鐵,溶液中含有偏鋁酸鈉、氯化鈉及剩余的NaOH,通入過量的二氧化碳,反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,過濾,濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉,將沉淀加熱分解得到氧化鋁,用硫酸溶解得到硫酸鋁溶液,再通入氨氣,得到銨明礬溶液,最后經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作得到銨明礬晶體,以此解答該題.

解答 解:鋁土礦用鹽酸溶解,Al2O3、Fe2O3反應(yīng)得到AlCl3、FeCl3,SiO2不與鹽酸反應(yīng),過濾得到固體a為SiO2,濾液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl,再加入過量的燒堿,反應(yīng)得到氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉、氯化鈉,過濾,紅褐色沉淀b為氫氧化鐵,溶液中含有偏鋁酸鈉、氯化鈉及剩余的NaOH,通入過量的二氧化碳,反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,過濾,濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉,將沉淀加熱分解得到氧化鋁,用硫酸溶解得到硫酸鋁溶液,再通入氨氣,得到銨明礬溶液,最后經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作得到銨明礬晶體.
(1)由以上分析可知a為SiO2,b為Fe(OH)3,Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O═HCO3-+Al(OH)3↓,
故答案為:SiO2;Fe(OH)3;AlO2-+CO2+2H2O═HCO3-+Al(OH)3↓;
(2)由圖中Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為:Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al(SO42+3H2O,
故答案為:Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al(SO42+3H2O;
(3)I→II→III→IV都存在固體和液體的分離,應(yīng)用過濾的方法,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌,
故答案為:過濾;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌;
(4)如果先向鋁土礦加入過量氫氧化鈉,因氧化鐵與氫氧化鈉不反應(yīng),則首先出現(xiàn)的固體a為Fe2O3,故答案為:Fe2O3;
(5)加入鹽酸體積100mL~110mL時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,可知n(Al(OH)3)=n(NaOH)=0.01L×10mol/L=0.1mol,則n(Al2O3)=0.05mol,
m(Al2O3)=0.05mol×102g/mol=5.1g,
則混合物中三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{5.1g}{10g}×100%$=51%,
故答案為:51%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程、物質(zhì)的分離提純、化學(xué)計(jì)算等,為高考常見題型,需要學(xué)生具備綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題能力,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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8.下列敘述中,正確的是(  )
A.pH=3的鹽酸中,其c(H+)是pH=1的鹽酸中的3倍
B.1mol/L0.5L的 AlCl3溶液中,陽離子的物質(zhì)的量大于0.5mol
C.同溫度同物質(zhì)的量濃度時(shí),HF比HCN易電離,則NaF溶液的 pH 比 NaCN 溶液大
D.在由水電離出的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液中,K+、ClO-、SO42-一定能大量共存

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1.下列各組物質(zhì)屬于同此物的是(  )
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18.某興趣小組做了“以銅為電極電解飽和食鹽水”實(shí)驗(yàn)探究電解原理,裝置如圖所示.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:接通電源30s內(nèi),陽極附近出現(xiàn)白色渾濁,之后變成橙黃色渾濁,此時(shí)測(cè)定溶液的pH約為10,一段時(shí)間后,試管底部聚集大量紅色沉淀,溶液仍為無色.
物質(zhì)氯化銅氧化亞銅氫氧化亞銅
(不穩(wěn)定)
氯化亞銅
顏色固體呈棕色,濃溶液呈綠色,稀溶液呈藍(lán)色紅色橙黃色白色
查閱資料(已知:相同溫度下CuCl的溶解度大于CuOH),下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.電解過程中氯離子向陽極移動(dòng)B.電解開始時(shí)陽極Cu 放電生成Cu2+
C.陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-D.隨溶液pH升高CuCl逐漸轉(zhuǎn)化為CuOH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列物質(zhì)與CH4屬于同系物的是(  )
A.C2H4B.CH3-CH2-CH2-CH3C.C2H5OHD.O2

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15.下列各對(duì)物質(zhì)中,互為同系物的是(  )
A.CH3-CH═CH2與  B.
C.HCOOC2H5與CH3COOCH3D.

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2.下列物質(zhì)混合時(shí)能發(fā)生反應(yīng),但無明顯現(xiàn)象的是( 。
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C.甲苯與KMnO4酸性溶液D.甲酸溶液與銀氨溶液水浴共熱

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19.實(shí)驗(yàn)探究是體驗(yàn)知識(shí)的產(chǎn)生和形成過程的基本途徑.如表是某同學(xué)完成的探究實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分:
實(shí)驗(yàn)名稱:鹵素單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱比較
實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)論
氧化性從強(qiáng)到弱的順序:氯、溴、碘
①氯水+1mL CCl4,振蕩,靜置,觀察四氯化碳層顏色
②NaBr溶液+氯水+1mL CCl4,振蕩,靜置,觀察四氯化碳層顏色
③KI溶液+氯水+1mL CCl4,振蕩,靜置,觀察四氯化碳層顏色
實(shí)驗(yàn)藥品:KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化鉀試紙
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下,請(qǐng)回答:
(1)完成該實(shí)驗(yàn)需用到的實(shí)驗(yàn)儀器是試管、膠頭滴管.
(2)②中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaBr+Cl2═2NaCl+Br2
③中反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2I-═2Cl-+I2
(3)CCl4在實(shí)驗(yàn)中所起的作用是萃取劑.
(4)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不足之處是沒有比較Br2和I2的氧化性強(qiáng)弱,改進(jìn)的辦法是將溴水滴在KI淀粉試紙上,觀察試紙是否變藍(lán)色(或KI溶液+溴水+1 mL CCl4,振蕩,靜置,觀察四氯化碳層顏色).

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20.某溫度時(shí),在2L的密閉容器中,X、Y、Z(均為氣體)三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示.
(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y?2Z;
(2)反應(yīng)從開始至2分鐘,用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v(Z)=0.05mol/(L•min);
(3)2min反應(yīng)達(dá)平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始時(shí)增大(填增大、減小或不變);混合氣體密度比起始時(shí)不變(填增大、減小或不變).
(4)將a mol X與b mol Y的混合氣體發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)到某時(shí)刻各物質(zhì)的量恰好滿足:n (X)=n (Y)=n (Z),則原混合氣體中a:b=5:3.
(5)下列措施能加快反應(yīng)速率的是CEF.
A.恒壓時(shí)充入He     B.恒容時(shí)充入He   C.恒容時(shí)充入X      D.及時(shí)分離出Z   E.升高溫度          F.選擇高效的催化劑
(6)下列說法正確的是AC.
A.升高溫度改變化學(xué)反應(yīng)的限度
B.已知正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向右移動(dòng),正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)    
D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可能改變的
E.增大Y的濃度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢.

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