【題目】硫酸鋁在造紙、水凈化、土壤改良中有著廣泛的應(yīng)用,同時(shí)還是泡沫滅火器中的試劑。某化工廠利用含鋁廢料(成分為A12O3,SiO2及少量FeO·xFe2O3)制備硫酸鋁晶體的工藝流程如下圖所示,回答相關(guān)問題。
又知生成氫氧化物沉淀的pH如下表:
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
開始沉淀時(shí) | 3.6 | 6.3 | 2.3 |
完全沉淀時(shí) | 4.9 | 8.3 | 3.2 |
(1)料渣I的成分是__,操作X的內(nèi)容是__、洗滌、干燥等。
(2)試劑B最好是__,a的范圍是__,由表中數(shù)據(jù)求出Ksp[Fe(OH)3]<_____(設(shè)沉淀完全時(shí)金屬離子濃度小于1×10-5mol/L)。
(3)試劑A是一種液態(tài)綠色氧化劑,料液Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式_______
(4)泡沫滅火器容器構(gòu)造分為內(nèi)外兩層,內(nèi)層是玻璃容器、外層是鋼筒。則硫酸鋁溶液應(yīng)盛放在______容器中,泡沫滅火器中另一種試劑是小蘇打溶液而不是蘇打溶液的原因是____.
(5)請?jiān)O(shè)計(jì)一種簡單的方案,用于確定所制得的晶體組成是否與理論上的組成[Al2(SO4)3·18H2O]相同(寫出主要操作過程即可):_________________
【答案】 SiO2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 Al2O3或Al(OH)3 3.6>a3.2 1×10-37.4 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 玻璃 消耗等量的硫酸鋁時(shí),小蘇打生成的CO2量是蘇打生成的CO2量的2倍 準(zhǔn)確稱量一定量晶體,溶于水后再加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、干燥后稱量所得固體的質(zhì)量
【解析】試題分析:本題以利用含鋁廢料制備硫酸鋁晶體的流程為載體,考查流程的分析、除雜試劑的選擇、溶度積的計(jì)算、離子方程式的書寫、鹽類水解的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。鋁廢料預(yù)處理后加入過量稀H2SO4酸浸,Al2O3和少量的FeO·xFe2O3溶解轉(zhuǎn)化為可溶于水的Al2(SO4)3、FeSO4、Fe2(SO4)3,SiO2屬于酸性氧化物,SiO2與稀H2SO4不反應(yīng),料渣I的成分為SiO2。料液I中含Al2(SO4)3、FeSO4、Fe2(SO4)3和過量H2SO4,根據(jù)Al3+、Fe2+、Fe3+生成氫氧化物沉淀的pH,試劑A的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,然后加入試劑B調(diào)節(jié)pH=a除去Fe3+,料液II為Al2(SO4)3溶液。
(1)根據(jù)上述分析,料渣I的成分為SiO2。操作X為從Al2(SO4)3溶液中獲得Al2(SO4)3·18H2O,操作X的內(nèi)容是:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。
(2)試劑B是用來調(diào)節(jié)pH除去Fe3+,為了不引入新雜質(zhì),試劑B最好是Al2O3或Al(OH)3。根據(jù)Al3+開始沉淀的pH為3.6,F(xiàn)e3+完全沉淀的pH為3.2,a的范圍是:3.2a3.6。根據(jù)表中數(shù)據(jù)Fe3+完全沉淀時(shí)pH=3.2,c(H+)=10-3.2mol/L,c(OH-)=10-10.8mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)110-5(10-10.8)3=110-37.4。
(3)試劑A將Fe2+氧化成Fe3+,試劑A是一種液態(tài)綠色氧化劑,試劑A為H2O2,料液I中反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(4)硫酸鋁屬于強(qiáng)酸弱堿鹽,由于Al3+的水解Al2(SO4)3溶液呈酸性,可腐蝕鋼筒,Al2(SO4)3溶液應(yīng)盛放在玻璃容器中。Al2(SO4)3溶液與小蘇打(NaHCO3)溶液反應(yīng)的方程式為Al2(SO4)3+6NaHCO3=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4,Al2(SO4)3溶液與蘇打(Na2CO3)溶液反應(yīng)的方程式為Al2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑+3Na2SO4,根據(jù)方程式可見,消耗等量的硫酸鋁時(shí)小蘇打生成的CO2量是蘇打生成的O2量的2倍,滅火效果NaHCO3比Na2CO3好,所以泡沫滅火器中另一種試劑是小蘇打溶液而不是蘇打溶液。
(5)要確定所制得的晶體組成是否與理論上的組成[Al2(SO4)3·18H2O]相同,可通過測量一定量晶體中Al2(SO4)3或水的質(zhì)量是否與理論組成相同即可達(dá)到目的,如將一定量的晶體完全溶于水,加入足量BaCl2溶液充分反應(yīng),過濾、稱量BaSO4的質(zhì)量,計(jì)算Al2(SO4)3的質(zhì)量。主要的操作過程為:準(zhǔn)確稱量一定量晶體,溶于水后再加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、干燥后稱量所得固體的質(zhì)量。
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【題目】若以E(nl)表示某能級的能量,以下各式中正確的是( )
A. E(3s)>E(2s)>E(1s) B. E(3s)>E(3p)>E(3d)
C. E(4f)>E(4s)>E(3d) D. E(5s)>E(4s)>E(4f)
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【題目】如圖所示,兩個(gè)連通容器用活塞分開,左右兩室體積相同,左室充入一定里NO,右室充入一定量O2,且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞,使NO與O2充分反應(yīng),下列判斷正確的是(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4) ( )
A.反應(yīng)前后左室的壓強(qiáng)相同
B.開始時(shí)左右兩室中的分子數(shù)相同
C.反應(yīng)后容器內(nèi)的密度與反應(yīng)前的相同
D.反應(yīng)后容器內(nèi)無O2存在
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【題目】Ⅰ.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能綠色水處理劑,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng),無二次污染,工業(yè)上是先制得高鐵酸鈉,然后在低溫下,向高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和,使高鐵酸鉀析出。
(1)干法制備高鐵酸鈉的主要反應(yīng)為:2FeSO4 + 6 Na2O2 = 2Na2FeO4 + 2Na2O + 2Na2SO4 + O2↑,該反應(yīng)中還原劑是___________________(填化學(xué)式),被2 mol FeSO4還原的過氧化鈉為_________mol
(2)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應(yīng)體系中有六種微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。寫出堿性條件下制高鐵酸鉀的離子反應(yīng)方程式:__________________________
Ⅱ.已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I(xiàn)2,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此時(shí)被氧化的離子是____________,被氧化的離子的物質(zhì)的量分別是_____________________________________________
(2)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,當(dāng)I-、Fe2+被氧化時(shí),c為_____________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
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【題目】乙烯是一種重要的化工原料。下列物質(zhì)中,不能通過乙烯的加成反應(yīng)一步制得的是( )
A.CH3COOHB.CH3CH2OHC.CH3CH2ClD.CH2BrCH2Br
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【題目】可以用來鑒別甲烷和乙烯,還可以用來除去甲烷中混有的少量乙烯的操作方法是( )
A.將混合氣體通過盛有硫酸的洗氣瓶
B.將混合氣體通過盛有足量溴水的洗氣瓶
C.將混合氣體通過盛有水的洗氣瓶
D.將混合氣體通過盛有澄清石灰水的洗氣瓶
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【題目】下圖中兩條曲線分別表示1g C3H6氣體、1g M氣體在相同體積的容器中壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系,試根據(jù)圖判斷M氣體可能是
A.PH3 B.N2 C.C3H4 D.N2O
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【題目】下列關(guān)于電解質(zhì)的敘述正確的是( )
A.導(dǎo)電性很強(qiáng)的物質(zhì)
B.在溶于水或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物
C.在溶于水和熔融狀態(tài)下均電離的化合物
D.可溶性鹽類
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【題目】下列各組溶液中的各種溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L。①H2S溶液;②KHS溶液;③K2S溶液;④H2S和KHS混合溶液。 下列說法正確的是
A. 溶液pH從大到小的順序是:③ > ② > ① > ④
B. 在KHS溶液中有:c(H+) + c(K+) = c(OH-) + c(HS-) + c(S2-)
C. c(H2S)從大到小的順序是:① > ④ > ③ > ②
D. 在H2S和KHS混合溶液中有:c(H2S) + c(HS-) + c(S2-) = 2c(K+)
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