3．用含有Al2O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的鋁灰制備Al2（SO4）3•18H2O，工藝流程如下（部分操作和條件略）：
Ⅰ．向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；
Ⅲ．加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；
Ⅳ．加入MnSO4至紫紅色消失，過濾；
Ⅴ．濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品．
（1）H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是Al2O3+6H+=2Al3++3H2O．
（2）將MnO4-氧化Fe2+的離子方程式補(bǔ)充完整：1MnO4-+5Fe2++8H+；=1Mn2++5Fe3++4H2O
（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH
Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3
開始沉淀時(shí)3.46.31.5
完全沉淀時(shí)4.78.32.8
注：金屬離子的起始濃度為0.1mol•L-1
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的：pH約為3時(shí)，F(xiàn)e2+和Al3+不能形成沉淀，將Fe2+氧化為Fe3+，可使鐵完全沉淀．
（4）已知：一定條件下，MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2．
①向Ⅲ的沉淀中加入濃鹽酸并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是：生成黃綠色氣體．
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是除去過量的MnO4-．

分析 （1）氧化鋁是兩性氧化物溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿；
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和原子守恒，結(jié)合元素化合價(jià)變化分析產(chǎn)物和反應(yīng)物；
（3）依據(jù)金屬陽離子沉淀開始和完全沉淀需要的溶液PH分析，亞鐵離子被氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀；
（4）①濃鹽酸和二氧化錳再加熱條件下生成黃綠色氣體氯氣；
②加入MnSO4至紫紅色消失，目的是除去過量高錳酸根離子．

解答 解：（1）硫酸溶解氧化鋁生成硫酸鋁和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，
故答案為：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）高錳酸根離子在酸溶液中被還原為錳離子，亞鐵離子被氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，
故答案為：1、5、8H+、1、5、4H2O；
（3）向?yàn)V液中加入過量KMnO4溶液，目的是氧化亞鐵離子為三價(jià)鐵離子，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析可知，鐵離子開始沉淀和沉淀完全的溶液pH為1.5--2.8，鋁離子和亞鐵離子開始沉淀的溶液pH大于3，所以調(diào)節(jié)溶液的pH約為3，可以使鐵離子全部沉淀，鋁離子不沉淀分離，
故答案為：pH約為3時(shí)，F(xiàn)e2+和Al3+不能形成沉淀，將Fe2+氧化為Fe3+，可使鐵完全沉淀；
（4）一定條件下，MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2
①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，生成的氯氣是黃綠色氣體，能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是生成黃綠色氣體，
故答案為：生成黃綠色氣體；
②MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2，過濾除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成二氧化錳，把過量高錳酸根離子除去，
故答案為：除去過量的MnO4-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鎂、鋁、鐵及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，主要是混合物分離的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，加入氧化劑氧化亞鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH是沉淀分離是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．

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：選擇題

7．如圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的加熱碳酸氫鈉的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中錯(cuò)誤的地方共有（　�。�
A．1處B．2處C．3處D．4處

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

14．在372K時(shí)，把0.5mol N2O4通入體積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色．反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO2的濃度為 0.02mol•L-1．在60s時(shí)，體系已達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.6倍．下列說法正確的是（　�。�
A．前2s以N2O4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol•L-1•s-1
B．在2s時(shí)體系內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.1倍
C．在平衡時(shí)體系內(nèi)含有N2O40.25 mol
D．平衡時(shí)，N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

11．一定條件下在2L的密閉容器中，充入2mol SO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196kJ•moL-1，當(dāng)氣體的總物質(zhì)的量減少0.6mol時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，下列有關(guān)敘述不正確的是（　�。�
A．將平衡混合氣體通入過量BaCl2溶液中，得到沉淀的質(zhì)量為 453.2g
B．保持溫度不變，向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2時(shí)，v （正）＞v （逆）
C．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2mol SO3，達(dá)平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率為40%
D．保持其他條件不變，若起始時(shí)向容器中充入2molSO3，達(dá)平衡時(shí)吸收78.4kJ的熱量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

18．草酸是一種重要的化工原料，常用于有機(jī)合成，它屬于二元弱酸，易溶于乙醇、水，微溶于乙醚．以甘蔗碎渣（主要成分為纖維素）為原料制取草酸的工藝流程如圖：

已知：NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O．
回答下列問題：
（1）步驟①水解液中所含主要有機(jī)物為CH2OH（CHOH）4CHO（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式），浸取時(shí)要想提高水解速率除可減小甘蔗碎渣粒度外，還可采取的措施是適當(dāng)升高溫度；浸取時(shí)硫酸濃度不宜過高，其原因是甘蔗碎渣會(huì)被炭化．
（2）步驟②會(huì)生成草酸，硝酸的還原產(chǎn)物為NO2和NO且n（NO2）：n（NO）=3：1，則反應(yīng)的離子方程式為C6H12O6+12H++12NO3-$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$3H2C2O4+9H2O+3NO↑+9NO2↑，生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，則產(chǎn)物中的兩種鹽n（NaNO2）：n（NaNO3）=3：1．
（3）步驟③的主要目的是使葡萄糖充分氧化為草酸．
（4）設(shè)計(jì)步驟⑦和⑧的目的分別是除去草酸表面水分、除去乙醇，使其快速干燥．
（5）為了確定產(chǎn)品中H2C2O4•2H2O的純度，稱取10.5g草酸樣品，配成250mL溶液，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確量取20.00mL草酸溶液，加入適量的稀硫酸，用0.10mol•L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均為26.00mL．則產(chǎn)品中H2C2O4•2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.5%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

8．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定．
Ⅰ．制備Na2S2O3•5H2O，反應(yīng)原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱取15g Na2SO3加入圓底燒瓶中，再加入80mL蒸餾水．另取5g研細(xì)的
硫粉，用3mL乙醇潤濕，加入上述溶液中．
②安裝實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1所示，部分夾持裝置略去），水浴加熱，微沸60min．
②趁熱過濾，將濾液水浴加熱濃縮，冷卻析出Na2S2O3•5H2O，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品．
回答問題：
（1）硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤濕的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）儀器a的名稱是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外，最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是Na2SO4．檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是取少量產(chǎn)品溶于過量鹽酸，過濾，向?yàn)V液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，則產(chǎn)品中含有Na2SO4．
（4）該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行，否則產(chǎn)品發(fā)黃，用離子反應(yīng)方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．測(cè)定產(chǎn)品純度
準(zhǔn)確稱取W g產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.100 0mol•L-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)原理為2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
（5）滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的變化：由無色變?yōu)樗{(lán)色．
（6）滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖2，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為18.10mL．產(chǎn)品的純度為（設(shè)Na2S2O3•5H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M）$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×100%．
Ⅲ．Na2S2O3的應(yīng)用
（7）Na2S2O3還原性較強(qiáng)，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

15．在新制氯水中分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，寫出相應(yīng)現(xiàn)象及原因．
（1）在氯水中加入鎂條，現(xiàn)象為：有氣泡產(chǎn)生，鎂條逐漸消失，原因是：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑．
（2）將氯水滴加到AgNO3溶液中，現(xiàn)象為：產(chǎn)生白色沉淀，原因是：AgNO3+HCl═HNO3+AgCl↓．
（3）將紅布條放入氯水中，現(xiàn)象為：紅色布條退色，原因是：HClO具有漂白性．
（4）氯水中滴加紫色石蕊試液，現(xiàn)象為：溶液先變紅，后退色，原因是：溶液中含有H+顯酸性，遇紫色石蕊試液變紅；HClO具有漂白性，使溶液退色．
（5）將氯水滴加到FeCl2溶液中，現(xiàn)象為：溶液變?yōu)辄S色，原因是：溶液中含有Cl2，具有氧化性，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．汽車尾氣里含有NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0已知該反應(yīng)在2404℃時(shí)，平衡常數(shù)K=64×10-4．請(qǐng)回答：
（1）某溫度下，向2L的密閉容器中充入N2和O2各1mol，5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5mol，則N2的反應(yīng)速率為0.05mol/（L•min）．
（2）假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行，判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是AD（填字母序號(hào)）．
A．消耗1mol N2同時(shí)生成1mol O2    B．混合氣體密度不變
C．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變    D.2v正（N2）=v逆（NO）
（3）將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，如圖變化趨勢(shì)正確的是AC（填字母序號(hào)）．
（4）向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2和O2，達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)．與原平衡狀態(tài)相比，此時(shí)平衡混合氣體中NO的體積分?jǐn)?shù)不變（填“變大”“變小”或“不變”）．
（5）該溫度下，某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1mol•L-1、4.0×10-2mol•L-1和3.0×10-3mol•L-1，此時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行（填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”），理由是濃度商Qc=$\frac{（3×1{0}^{-3}）^{2}}{0.25×0.04}$=9×10-4＜K=64×10-4．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

13．下列關(guān)于氣體和溶液的敘述正確的是（　�。�
A．0.5 mol•L-1 CuCl2溶液中含有3.01×1023個(gè)Cu2+
B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24 L CO2氣體含有1.81×1023個(gè)氧原子
C．48 g O3氣體含有6.02×1023個(gè)O3分子
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L H2O含有1.5NA個(gè)H2O分子

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