某化學(xué)興趣小組利用廢棄鋁礦(含CuO、Al2O3及SiO2),模擬工業(yè)上提取鋁的工藝,設(shè)計如下圖所示的簡單操作流程:

已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:

沉淀物



開始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
回答下列問題:
(1)濾渣主要成分的化學(xué)式為______________________。
(2)灼燒時,用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器,除玻璃棒、酒精燈、泥三角外,還有___________(填儀器名稱)。
(3)溶液Y中要加入稍過量原料A,原料A的化學(xué)式是_________,步驟⑤反應(yīng)的離子方程式是_______________________。
(4)操作流程中③的離子方程式為_______________________。
(5)鋁電池性能優(yōu)越,Al—Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示:

請寫出該電池正極反應(yīng)式_________________;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300mL氯化鈉溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=_________(不考慮溶液體積的變化)。
(6)以熔融鹽為電鍍液可以在鋼材表面鍍鋁,鍍鋁電解池中,鋼材為________極;鍍鋁后能防止鋼材腐蝕,其原因是____________________________________。

(1)Cu、Fe、SiO2(2分)
(2)坩堝(1分)
(3)NH3?H2O(1分)  Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(2分)
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(2分)
(5)Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH(2分)  12(2分)
(6)陰(1分) 在空氣中鋁表面能形成一層致密的氧化膜,從而保護(hù)鋼材不被腐蝕(2分)

解析試題分析:該工藝流程原理為:鋁礦加入硫酸,溶解氧化銅、氧化鋁,加入過量鐵粉,除去溶液中銅離子,過濾,濾渣中主要為Cu、Fe、SiO2,濾液X中含有鋁離子、亞鐵離子,再加入過氧化氫,將亞鐵離子氧化為鐵離子,通過調(diào)節(jié)pH值,使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去,溶液Y含有鋁離子,加入氨水,將鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,加熱分解得氧化鋁,電解氧化鋁生成金屬鋁。(1)濾渣主要成分的化學(xué)式為:Cu、Fe、SiO2。(2)灼燒固體時,要用到坩堝。(3)沉淀Al3+的試劑為氨水,步驟⑤反應(yīng)的離子方程式是:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。(4)加入過氧化氫,將亞鐵離子氧化為鐵離子。操作③中的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。(5)正極上氧化銀得電子和水反應(yīng)生成銀和氫氧根離子,電極反應(yīng)式為:Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH;根據(jù)反應(yīng)中得失電子數(shù)相等計算,消耗27mg Al失去電子0.003mol,則生成氫氧根離子的物質(zhì)的量為0.003 mol,溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量的濃度為0.003mol/0.3 L=0.01 mol·L-1,pH=12。(6)電鍍池中鍍層金屬作陽極,待鍍金屬作陰極,故在鋼材表面鍍鋁,鍍鋁電解池中,金屬鋁為陽極,鋼材為陰極。在空氣中鋁表面能形成一層致密的氧化膜,從而保護(hù)鋼材不被腐蝕。
考點(diǎn):本題主要考查化工流程圖的中綜合分析。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氟化銅是一種鋰/氟化銅電池正極活性材料,可通過下列方法制備:在鉑皿中將氧化銅用過量的40%氫氟酸溶解,先制成CuF2·5HF·5H2O,再將生成物放入鎳管內(nèi)的鉑舟中,在干燥的氟化氫氣流中以400%進(jìn)行加熱脫水,最后通入氮?dú)狻?br />(1)制備過程中用鉑皿而不用玻璃器皿的原因是______________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
(2) 鋰/氟化銅電池放電時總反應(yīng)為置換反應(yīng),其化學(xué)方程式為____________________________________________________。
(3)準(zhǔn)備稱取上述制備的樣品(僅含CuF2和CuO) 2.120 g,在通風(fēng)櫥中加入稀硫酸至完全溶解,然后加入足量的氫氧化鈉溶液,得沉淀,將沉淀充分灼燒,得1.680 g黑色固體,計算樣品中CuF2和CuO的物質(zhì)的量之比。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鐵和鐵的化合物用途廣泛。請回答下列問題:
(1)寫出在潮濕空氣中鋼鐵銹蝕時正極反應(yīng)的電極反應(yīng)式:_______________________。
將生銹的鐵屑放入H2SO4溶液中充分溶解后,在溶液中并未檢測出Fe3,用離子方程式說明原因:______________________________________。
(2)愛迪生蓄電池的反應(yīng)式為
①愛迪生蓄電池的正極是                       , 該電池工作一段時間后必須充電,充電時生成Fe的反應(yīng)類型是______。
②高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型凈水劑。用如圖裝置可以制取少量高鐵酸鈉。寫出在用電解法制取高鐵酸鈉時,陽極的電極反應(yīng)式___________________________________。

③你認(rèn)為高鐵酸鈉作為一種新型凈水劑的理由錯誤的是 ______。
a.高鐵酸鈉溶于水形成一種膠體,具有較強(qiáng)的吸附性
b.高鐵酸鈉在消毒殺菌時被還原生成Fe3,F(xiàn)e3水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體能吸附懸浮雜質(zhì)
c.高鐵酸鈉具有強(qiáng)氧化性,能消毒殺菌
d.高鐵酸鈉具有強(qiáng)還原性,能消毒殺菌
(3)某FeO、Fe2O3混合物中,鐵、氧的物質(zhì)的量之比為4︰5,其中Fe2+與Fe3+物質(zhì)的量之比為___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

物質(zhì)A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K有下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中氣體D、E為單質(zhì),試回答:

(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:氣體B是_____________,H是_______________,
(2)寫出A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:______________________________________;
(3)寫出反應(yīng)“I→J”的離子方程式:_____________________________________________;
(4)寫出反應(yīng)“F→G”的離子方程式:____________________________________________;
(5)在溶液I中滴入NaOH溶液,可觀察到的現(xiàn)象是:_______________________________;
其反應(yīng)的原理是(化學(xué)方程式)_________________________________________________.
(6)檢驗(yàn)溶液J中的金屬陽離子,用______________________試劑(填化學(xué)式),其現(xiàn)象是
_________________________________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某不銹鋼(主要成分為Fe)樣品中含有鋁、銅等(其它成分忽略),為了測定該合金中鐵的含量,有人設(shè)計如下工藝流程:

(1)濾液C中溶質(zhì)含有_       _(寫化學(xué)式);
(2)如何驗(yàn)證濾液A中含F(xiàn)e2+,而不含F(xiàn)e3+____   _____。
(3)對所得Fe2O3固體稱量得質(zhì)量為b g,計算該樣品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為(用含a、b的式子表示)___   __。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在實(shí)驗(yàn)室里,某同學(xué)取一小塊金屬鈉做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。試完成下列問題:
(1)切開的金屬鈉暴露在空氣中,最先觀察到的現(xiàn)象是____________________________,所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。
(2)將鈉投入水中后,鈉熔化成一個小球,根據(jù)這一現(xiàn)象你能得出的結(jié)論是
①_______________________________________________,
②_______________________________________________。
將一小塊鈉投入盛有飽和石灰水的燒杯中,可能觀察到的現(xiàn)象是________。

A.有氣體生成
B.鈉熔化成小球并在液面上游動
C.燒杯底部有銀白色的金屬鈣生成
D.溶液變渾濁
(3)鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。在反應(yīng)過程中,若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL的H2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。
①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下:

②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:

回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)1的離子方程式                     ,                           ,
(2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是         (填化學(xué)式),反應(yīng)2(氣體A足量)的離子方程式為                                                             ;
(3)電解制鋁的化學(xué)方程式是                                               ;
(4)C為濃硫酸,E為硫酸鈣,寫出由D制備冰晶石(有A生成)的化學(xué)方程式                        。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某興趣小組用廢鐵泥(主要成分為Fe2O3、FeO和少量Fe)制備磁性Fe3O4納米材料的流程示意圖如下:

Fe

 

已知:R=,步驟⑤中,相同條件下測得Fe3O4的產(chǎn)率與R的關(guān)系如圖所示。

(1)步驟②中,主要反應(yīng)的離子方程式是______。
(2)已知:Fe3+在pH=2.8時沉淀完全; Fe2+在pH=6.3時開始沉淀,在pH=8.3時沉淀完全。
步驟③中,用NaOH溶液調(diào)pH至9,原因是______。
(3)濁液D中鐵元素以FeOOH形式存在。步驟④中,反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。
(4)下列說法正確的是______(選填字母)。
a.步驟④中,當(dāng)反應(yīng)完成后需再加熱一段時間
b.步驟⑤中,反應(yīng)過程中需要不斷補(bǔ)充堿液
c.步驟⑤恰好反應(yīng)時,n(FeOOH)/n(Fe2+)="2:1"
d.當(dāng)n(濁液D中FeOOH)/n(濾液B中的鐵元素)=4/7時,F(xiàn)e3O4的產(chǎn)率最高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

金屬鉬(Mo)可以增強(qiáng)合金的某些機(jī)械性能和耐腐蝕性。下圖是化工生產(chǎn)中制備金屬鋁的實(shí)驗(yàn)流程圖(已知鋁酸為難溶于水和酸的黃色晶體):

(1)在灼燒鋁礦時發(fā)生化學(xué)反應(yīng):,該反應(yīng)的還原劑是__________。當(dāng)有1mol MoS2反應(yīng)時,還原劑失去電子的物質(zhì)的量為________。
(2)步驟①中,灼燒鉬礦時,用于盛放固體的儀器的名稱為________。
(3)寫出步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________________。
(4)在步驟③中需要加入過量硝酸,檢驗(yàn)硝酸過量的操作為_________________。
(5)某同學(xué)擬選用如下裝置,用氫氣還原三氧化鋁,同時檢驗(yàn)該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物,根據(jù)要求回答下列問題。

①若兩次使用到C裝置,則裝置D中所盛的藥品是________(填試劑名稱)。
②根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;打開分液漏斗活塞后______→______→______→______(請按正確的順序填入下列步驟的代號)。
a.收集氣體并檢驗(yàn)其純度         b.停止加熱,充分冷卻
c.加熱反應(yīng)一段時間             d.關(guān)閉分液漏斗活塞,停止通氫氣

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同步練習(xí)冊答案