12.粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物.我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2、Al2O3、CaO等.一種利用粉煤灰制取氧化鋁的工藝流程如圖1:
(1)粉煤灰研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,提高浸取速率和浸出率.
(2)第1次過濾濾渣的主要成分有SiO2和CaSO4(填化學(xué)式,下同),第3次過濾時,濾渣的成分的是Al(OH)3
(3)在104℃用硫酸浸取時,鋁的浸取率與時間的關(guān)系如圖2,適宜的浸取時間為2h;鋁的浸取率與“助溶劑/粉煤灰”的關(guān)系如圖3所示,從浸取率角度考慮,三種助溶劑NH4F、KF及其NH4F與KF的混合物,在助溶劑/粉煤灰相同時,浸取率最高的是NH4F(填化學(xué)式);用含氟的化合物作這種助溶劑缺點是生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的HF和NH3等(舉一例).
(4)流程中循環(huán)使用的物質(zhì)有H2SO4和NH4Cl (填化學(xué)式).
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,能夠發(fā)生的原因是通入氯化氫使A1C13•6H20達到飽和,而硫酸鋁不飽和.
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義是使廢棄固體資源化利用.

分析 粉煤灰的主要氧化物組成為SiO2、Al2O3、CaO等,加入硫酸溶液使Al2O3溶解,CaO通過反應(yīng)生成CaSO4,CaSO4微溶,大部分CaSO4和SiO2一起成為濾渣,過濾后將濾液冷卻結(jié)晶得Al2(SO43,用鹽酸溶解Al2(SO43,再通入氯化氫得AlCl3•6H2O晶體和硫酸溶液,過濾得硫酸溶液可以再循環(huán)利用,AlCl3•6H2O晶體溶解后得氯化鋁溶液中通入氨氣得氫氧化鋁沉淀和氯化銨溶液,氯化銨溶液可以循環(huán)利用,氫氧化鋁沉淀受熱分解生成Al2O3,以此解答該題.

解答 解:(1)粉煤灰研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,提高浸取速率和浸出率,
故答案為:增大反應(yīng)物的接觸面積,提高浸取速率和浸出率;
(2)通過上面的分析可知,第1次過濾時濾渣的主要成分有SiO2和 CaSO4,第3次過濾時濾渣的成分是Al(OH)3
故答案為:SiO2; CaSO4;Al(OH)3;
(3)根據(jù)圖1可知,2h時鋁的浸出率達到最大值,所以適宜的浸取時間為2h,根據(jù)圖2可知,在$\frac{n(助溶劑)}{n(粉煤灰)}$相同時,NH4F助溶劑對鋁的浸出率最高,用含氟的化合物作這種助溶劑的缺點是生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的HF和NH3等,
故答案為:2; NH4F;生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的HF和NH3等;
(4)根據(jù)上面的分析可知,流程中循環(huán)使用的物質(zhì)有H2SO4和NH4Cl,
故答案為:H2SO4;NH4Cl;
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,再通入HCl氣體,析出A1C13•6H20,該過程能夠發(fā)生的原因是通入氯化氫使A1C13•6H20達到飽和,而硫酸鋁不飽和,便于A1C13•6H20析出,
故答案為:通入氯化氫使A1C13•6H20達到飽和,而硫酸鋁不飽和;
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義在于使廢棄固體資源化利用,
故答案為:使廢棄固體資源化利用.

點評 本題以教材重要基本理論和原理為知識平臺綜合考查化學(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)的性質(zhì)等在化學(xué)與技術(shù)中的綜合應(yīng)用,為高考常見題型,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾,解題關(guān)鍵在于找準中間產(chǎn)品和相互交叉的流水生產(chǎn)線,在分析過程中,抓住中間產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)作用,逐一破解,難度中等.

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:解答題

10.氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用.
(1)①氮氣用于工業(yè)合成氨,寫出氮氣的電子式;
②NH3的穩(wěn)定性比PH3強(填寫“強”或“弱”).
(2)如圖所示,向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,迅速蓋上蓋,觀察現(xiàn)象.

①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+HCl═NH4Cl.
②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是NH4HSO4或(NH42SO4(寫化學(xué)式,一種即可).
③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色,發(fā)生的反應(yīng)包括Fe2++2NH3•H2O═Fe(OH)2↓+2NH4+和4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3
(3)空氣吹脫法是目前消除NH3 對水體污染的重要方法.在一定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3 的脫除率增大,請用平衡移動原理解釋其原因氨在水中存在平衡為NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-,加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動,故有利于氨的脫除.
(4)在微生物作用下,蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的NH3 能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2).
反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3O2$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HNO2+2H2O;當(dāng)反應(yīng)中有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,生成亞硝酸的質(zhì)量為2.35g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

11.中學(xué)化學(xué)式中有許多反應(yīng)形式,如X+Y→A+B(g)+C(1)(條件省略).回答下列問題:
(1)若A是常用的中性干燥劑,B遇濃鹽酸產(chǎn)生“白煙”,則鹽X的化學(xué)式為NH4Cl,A是CaCl2(填化學(xué)式).
(2)若B呈黃綠色,X為氧化物,則Y的化學(xué)式為HCl,獲得無水A的操作是在HCl的氣流中蒸發(fā).
(3)若B為氧化物且能使品紅溶液腿色,X為紅色固體單質(zhì),則A的化學(xué)式為CuSO4
(4)若B遇空氣變紅棕色,X為Cu2O,則該反應(yīng)的離子方程式為3Cu2O+14H++2NO3-=6Cu2++2NO↑+7H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極,以鈉離子導(dǎo)電的陶瓷為固體電解質(zhì),該電池放電時為原電池,充電時為電解池,反應(yīng)原理為:2Na+xS=Na2Sx
請回答下列問題:
(1)放電時S發(fā)生還原反應(yīng),Na為負極
(2)充電時Na所在電極與直流電源負極相連
(3)充電時陽極反應(yīng)為:Sx2--2e-=xS;放電時負極反應(yīng)為Na-e-=Na+
(4)用此電池電解飽和NaCl溶液,當(dāng)陽極產(chǎn)生11.2L(標(biāo)準狀況)氣體時,消耗金屬鈉23g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料.工業(yè)上制備原理如下:Al2O3+N2+3C═2AlN+3CO,反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3:2.
AlN 產(chǎn)品中常含有碳等不與NaOH 溶液反應(yīng)的雜質(zhì),為了分析某AlN 樣品中AlN 的含量,某實驗小
組設(shè)計了如下三種實驗方案.已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3
[方案1]有人想用下列圖1A、B 兩個裝置中的一種(在通風(fēng)櫥內(nèi)進行),只需進行簡單而又必要的
數(shù)據(jù)測定,用差量法就可測定樣品中AlN 的質(zhì)量分數(shù),較合理的裝置是:B(填代號).

[方案2]取一定量(m1)的樣品,用以下裝置測定樣品中AlN 的純度(夾持裝置已略去).
如圖2C 裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸.
完成以下實驗步驟:組裝好實驗裝置,首先檢查裝置氣密性;再加入實驗藥品,接下來關(guān)閉K1,打
開K2,打開分液漏斗活塞,加入NaOH 濃溶液,至不再產(chǎn)生氣體.打開K1,通入氮氣一段時間.
請回答:I、需測定(填A(yù)、B、C)裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化.II、通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置.
[方案3]按以下步驟測定樣品中A1N 的含量:

(1)步驟②生成沉淀的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
(2)步驟③的操作是過濾、洗滌.A1N 的純度是$\frac{41{m}_{2}}{51{m}_{1}}$×100%(用m1、m2表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

17.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下:

已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:回答下列問題:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)PH,除去溶液中Al3+(使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀),該工藝中“攪拌”的作用是使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分進行.
(2)反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量,O2的作用是2H2O+4NO+O2=4HNO3.(用化學(xué)方程式表示)
(3)生產(chǎn)中堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下的原因是防止蒸發(fā)時溫度過高,堿式硫酸鐵進一步水解生成Fe(OH)3
(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵.根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準,產(chǎn)品中不得含有Fe2+及NO3-.為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為D.(填寫字母)
A.氯水    B.KSCN溶液    C.NaOH溶液    D.酸性KMnO4溶液.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

4.硫化鋅(ZnS)是一種重要的化工原料,難溶于水,可由煉鋅的廢渣鋅灰制取,其工藝流程如圖1:

(1)為提高鋅灰的浸取效率,不采用的方法是①②③⑤(填序號)
①研磨   ②攪拌  ③多次浸取  ④升高溫度  ⑤加壓
(2)步驟Ⅱ所得濾渣中的物質(zhì)是Fe(OH)3、ZnCO3(寫化學(xué)式).
(3)步驟Ⅲ中可得Cd單質(zhì),為避免引入新的雜質(zhì),試劑b應(yīng)為Zn(或鋅).
(4)步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S.
①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管,滴加幾滴BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁則未洗凈,反之則已洗凈;
②Na2S可由等物質(zhì)的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制。瘜W(xué)反應(yīng)方程式為Na2SO4+CH4$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$Na2S+2H2O+CO2
③已知Na2SO4•10H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖2.從濾液中得到Na2SO4•10H2O的操作方法是蒸發(fā)濃縮,降溫結(jié)晶,過濾.
(5)若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為b mol,步驟Ⅲ所得Cd為d mol,最后得到VL、物質(zhì)的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液.則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質(zhì)量為65(Vc-b-d)g.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列是幾種離子的結(jié)構(gòu)示意圖,有關(guān)說法正確的是( 。
A.①②兩種粒子所屬的元素在元素周期表的同一橫行
B.②③④對應(yīng)的元素化學(xué)性質(zhì)相似
C.①③對應(yīng)的元素是同一周期元素
D.③④可形成X2Y型化合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.25℃時,取濃度均為0.1mol•L-1的醋酸溶液和氨水溶液各20mL,分別用濃度均為0.1mol•L-1NaOH溶液和鹽酸進行中和滴定,滴定過程中pH隨滴加溶液的體積變化關(guān)系如圖所示.下列說法不正確的是( 。
A.曲線Ⅰ:滴加溶液到20 mL時溶液的pH=5則:c(H+)-c((NH3•H2O)=c(OH-)=1×10-9 mol•L-1
B.曲線Ⅰ:滴加溶液到20 mL時:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-
C.曲線Ⅱ:滴加溶液在10 mL~20 mL之間存在:c(NH4+)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+
D.曲線Ⅱ:滴加溶液到10 mL時:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2[c(H+)-c(OH-)]

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同步練習(xí)冊答案