鋁是重要的金屬材料,鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì))是工業(yè)上制取鋁的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示;

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)固體a的化學(xué)式為 ,Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(2)由Ⅴ制取銨明礬溶液的化學(xué)方程式為 ,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱(chēng)) 、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾洗滌。

(3)以1 000 kg含氧化鋁36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3,需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84 g·cm-1 L(保留一位小數(shù))。

(4)若同時(shí)制取銨明礬和硫酸鋁,通過(guò)控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1,則投料時(shí)鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為 。

 

(1)SiO2 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓

(2)Al2O3+4H2SO4+2NH3=2NH4Al(SO4)2+3H2O 蒸發(fā)濃縮

(3)575.4

(4)3∶10

【解析】(1)鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸,SiO2不溶于鹽酸,所以固體a的化學(xué)式為SiO2。Al2O3溶于燒堿生成NaAlO2溶液,在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。

(2)Al(OH)3分解生成Al2O3,Al2O3與稀硫酸、氨氣反應(yīng)生成銨明礬溶液。

(3)m(Al2O3)=1 000 kg×36%=360 kg,m(H2SO4)=kg=1 037.6 kg,需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的硫酸(密度1.84 g·cm-3)為=575.4×103 mL=575.4 L。

(4)設(shè)制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物質(zhì)的量都是1 mol,則

Al3+共3 mol,SO42-共5 mol,根據(jù)鋁原子和SO42-守恒原理可得,加入Al2O3和H2SO4的物質(zhì)的量之比為∶5=3∶10。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的敘述中,不正確的是( )

A.用飽和食鹽水替代水跟電石作用,可以有效控制產(chǎn)生乙炔的速率

B.制肥皂時(shí),在皂化液里加入飽和食鹽水,能夠促進(jìn)高級(jí)脂肪酸鈉的析出

C.制備乙酸乙酯時(shí),為除去乙酸乙酯中的乙酸,用氫氧化鈉溶液收集產(chǎn)物

D.重結(jié)晶法提純苯甲酸時(shí),為除去雜質(zhì)和防止苯甲酸析出,應(yīng)該趁熱過(guò)濾

 

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生活是化學(xué)的源泉,下列有關(guān)生產(chǎn)、生活中的化學(xué)敘述錯(cuò)誤的是( )

A.明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑

B.變質(zhì)的植物油有難聞的特殊氣味,是由于植物油發(fā)生了酯化反應(yīng)

C.一定濃度的雙氧水可用于傷口的消毒

D.采煤工業(yè)上,爆破時(shí)把干冰和炸藥放在一起,既能增強(qiáng)爆炸威力,又能防止火災(zāi)

 

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常溫下,在指定環(huán)境中,下列各組離子一定可以大量共存的是( )。

A.使pH試紙呈紅色的溶液中:Fe2+、ClO-、SO42-、Na+

B.在pH=3的溶液中:Na+、NO3-、Cl-、Al3+

C.由水電離出的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:CO32-、SO42-、Cl-、Na+

D.加入鋁粉后產(chǎn)生大量氫氣的溶液中:NH4+、Na+、NO3-、SO42-

 

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某溶液中存在XO-,且X為短周期元素,則一定能在該溶液中大量共存的離子組是( )。

A.Na+、H+、SO42-、I- B.Na+、Ca2+、CO32-、Al3+

C.Na+、K+、Fe2+、H+ D.K+、SO42-、Cl-、CO32-

 

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設(shè)NA為阿伏加德羅常的值。下列敘述正確的是(  )。

A.0.05 mol熔融的NaHSO4中含有的陽(yáng)離子數(shù)為0.10 NA

B.25 ℃,pH=12的1 L氨水中含有的OH-數(shù)為0.01 NA

C.11.2 L乙烯、乙炔的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為NA

D.5.6 g Fe與足量鹽酸完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.3 NA

 

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設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是(  )。

A.3 mol NF3與水完全反應(yīng)生成HNO3和NO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)2 NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,32 g硫(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖)含SS的數(shù)目為2 NA

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L正戊烷所含共用電子對(duì)數(shù)為8NA

D.含a mol·L-1 H+的醋酸溶液稀釋10倍后,H+為0.1aNA

 

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下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)操作的敘述正確的是 (  )。

A.各放一張質(zhì)量相同的濾紙于天平的兩托盤(pán)上,將NaOH固體放在左盤(pán)上稱(chēng)量

B.欲除去NO中少量的NO2,將混合氣體通入足量NaOH溶液

C.實(shí)驗(yàn)室用圖1所示裝置制取少量氨氣

D.實(shí)驗(yàn)室用圖2所示裝置檢驗(yàn)火柴頭燃燒產(chǎn)生的SO2

 

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如圖為某反應(yīng)的焓變示意圖,下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法中正確的是(  )

 

A.ΔH>0

B.X能量一定高于M

C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D.該反應(yīng)一定不必加熱就可以發(fā)生

 

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