【題目】石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：

(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃)

（1）向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是 。

（2）高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為 。由氣體Ⅱ中某物得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。

（3）步驟①為：攪拌、 。所得溶液Ⅳ中的陰離子有 。

（4）由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為 ，

100kg初級(jí)石墨最多可能獲得Ⅴ的質(zhì)量為 kg。

（5）石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成如圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。

【答案】（1）排除裝置中的空氣（1分） （2）CO（1分） SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O（2分）

（3）過濾（1分） AlO2-和Cl－ （2分）

（4）AlO2-＋CH3COOCH2CH3＋2H2OCH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓（2分） 7.8 （1分）

（5） （2分）

【解析】

試題分析：（1）石墨的化學(xué)性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定，而在高溫下可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以通入N2目的是作保護(hù)氣，排除空氣中的氧氣，減少C的損失；

（2）高溫反應(yīng)后，石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。由于碳是過量的，因此碳氧化合物是CO。根據(jù)雜質(zhì)的含量，氣體I中的氯化物主要SiCl4、AlCl3、FeCl3；SiCl4的沸點(diǎn)是57.6C，所以氣體II為SiCl4，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氯化鈉，化學(xué)方程式為SiCl4＋6NaOH＝Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O；

（3）金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150C，所以固體III中存在氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂，其中氯化鐵、氯化鎂與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀，而氯化鋁與過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以攪拌后過濾，所得溶液IV中陰離子有；Cl-、OH-、AlO2；

（4）偏鋁酸鈉發(fā)生水解反應(yīng)，加入乙酸乙酯的目的是除去過量的氫氧化鈉且加熱條件下水解平衡一直正向移動(dòng)，生成沉淀氫氧化鋁，總離子方程式為AlO2-＋CH3COOCH2CH3＋2H2OCH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓；1000kg石墨中含有Al2O351kg，根據(jù)鋁元素守恒，可得到Al(OH)3的質(zhì)量是78kg。

（5）銅的化學(xué)性質(zhì)比石墨活潑，所以應(yīng)用外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)銅，所以石墨作陽極，銅作陰極。在圖中注明電源的正負(fù)極，石墨與正極相連，銅與負(fù)極相連，示意圖為。

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】某課外活動(dòng)小組為探究金屬與濃硫酸反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ.探究濃硫酸與銅反應(yīng)時(shí)硫元素與氫元素的氧化性強(qiáng)弱：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（固定裝置已略去）

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，能證明濃硫酸與銅反應(yīng)后產(chǎn)物中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是 。

Ⅱ．研究過量的鋅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體：

（3）過量的鋅與濃硫酸反應(yīng)制取的二氧化硫氣體中可能含有的雜質(zhì)是__________________；

（4）某同學(xué)用下列裝置連接成一整套實(shí)驗(yàn)裝置以驗(yàn)證（3）的判斷是否正確，若按氣體從左到右流向時(shí)，氣體流經(jīng)的各裝置導(dǎo)管的編號(hào)依次是________________（用a、b……填寫）。

（5）根據(jù)（4）確定的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)時(shí)有關(guān)裝置中所盛藥品、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論或解釋填入下列橫線上：

①___________________________________________________________________________

②___________________________________________________________________________

③___________________________________________________________________________

④___________________________________________________________________________

⑤___________________________________________________________________________

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是

A. 向次氯酸鈣溶液通入過量CO2：Ca2++2ClO—+CO2+H2O =CaCO3↓+2HClO

B. 向次氯酸鈣溶液通入SO2：Ca2++2ClO—+SO2+H2O= CaSO3↓+2HClO

C. 氫氧化鈣溶液與碳酸氫鎂溶液反應(yīng)：HCO3—+Ca2++OH—＝CaCO3↓+H2O

D. 在氯化亞鐵溶液中加入稀硝酸：3Fe2++4H++NO3—=3Fe3++NO↑+2H2O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)探究某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①取6.0克A在氧氣中完全燃燒，將生成氣體依次通過M（裝有濃硫酸）和N（裝有堿石灰）洗氣瓶，M增重7.2克，N增重13.2克。

②測定相對(duì)分子質(zhì)量為60。

③測定核磁共振氫譜，有三個(gè)強(qiáng)峰，比值為6:1:1

據(jù)此回答下列問題：

（1）②中測定相對(duì)分子質(zhì)量的方法為 ；

（2）寫出A的分子式 ；

（3）A發(fā)生消去反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；

（4）A與乙酸反應(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】有一種藍(lán)色晶體[可表示為：MFey(CN)6]，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn)，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+ 和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN－位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如右圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）

A．該晶體的化學(xué)式為MFe2(CN)6

B．該晶體熔融可導(dǎo)電，且屬于化學(xué)變化

C．該晶體屬于離子晶體，M呈+2價(jià)

D．晶體中與每個(gè)Fe3+距離最近且等距離的CN－為6個(gè)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】濕潤的淀粉碘化鉀試紙接觸某氣體而顯藍(lán)色，該氣體可能是①Cl2 ②NO2 ③H2S ④SO2 ⑤溴蒸氣 ⑥HCl中的 （ ）

A．①④⑤ B．①②⑤ C．①②⑥ D．①②④⑤

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】無水MgBr2可用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下：

步驟1 三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無水乙醚；裝置B中加入15 mL液溴。

步驟2 緩慢通入干燥的氮?dú)�，直至溴完全�?dǎo)入三頸瓶中。

步驟3 反應(yīng)完畢后恢復(fù)至常溫，過濾，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0℃，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。

步驟4 室溫下用苯溶解粗品，冷卻至0℃，析出晶體，過濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160℃分解得無水MgBr2產(chǎn)品。

已知：①Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性。

②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5

請(qǐng)回答：

（1）儀器A的名稱是____________。

實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是___________。

（2）如將裝置B改為裝置C（圖2），可能會(huì)導(dǎo)致的后果是___________。

（3）步驟3中，第一次過濾除去的物質(zhì)是___________。

（4）有關(guān)步驟4的說法，正確的是___________。

A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B．洗滌晶體可選用0℃的苯

C．加熱至160℃的主要目的是除去苯D．該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴

（5）為測定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡寫為Y4-）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：

Mg2++ Y4-====Mg Y2-

①滴定前潤洗滴定管的操作方法是__________。

②測定時(shí)，先稱取0.2500g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0.0500 mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL，則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________________________（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A．在0℃、101kPa條件下，11.2L丁烷中含極性共價(jià)鍵數(shù)目為5NA

B．含23g鈉元素的Na2O和Na2O2混合物中陰離子數(shù)目介于0.5NA和NA之間

C．5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物每多14g，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為15NA

D．用惰性電極電解飽和碳酸鈉溶液時(shí)，電路上通過2mol電子時(shí)產(chǎn)生氣體分子總數(shù)為NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè)，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來制備。

完成下列填空：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常加入過量的乙醇，原因是______________。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用，但實(shí)際用量多于此量，原因是_______________；濃硫酸用量又不能過多，原因是____________。

（2）飽和Na2CO3溶液的作用是___________、_____________、_____________。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中，_________、________，然后分液。

（4）若用b裝置制備乙酸乙酯，其缺點(diǎn)有__________、__________。由b裝置制得的乙酸乙酯粗產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后，還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是________，分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是_______________。

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