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5.某地煤矸石经预处理后主要含SiO2(60%)和Al2O3(30%),其余为Fe2O3、FeO.某实验小组利用其提取Al(OH)3

(1)“酸浸”过程中Al2O3溶解的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O.“酸浸”前常常将煤矸石粉碎,其目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率.
(2)氧化过程除了可用Cl2氧化Fe2+外,也可以用H2O2进行氧化,试写出用H2O2氧化Fe2+(酸溶时盐酸过量)的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)水解的目的是使Al3+和Fe3+转化为氢氧化物沉淀,那么检验水解过程中Fe3+已被完全沉淀的方法是:取滤液Ⅰ少许于试管中,滴入KSCN溶液,若溶液不变血红色,则Fe3+已经沉淀完全.
(4)称取304g煤矸石,按上述流程制取Al(OH)3,碱溶后过滤,得到滤渣Ⅱ42.8g,则在氧化时至少需要通入标准状况下的Cl2的体积为2.24L.(忽略制取过程中的损耗)

分析 煤矸石溶于稀盐酸发生的反应有Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O,然后过滤,得到的滤渣为SiO2,向滤液中通入氯气,发生的反应为2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+,向溶液中加入碳酸钠,发生的反应为3CO32-+2Al3++3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑、Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,过滤得到的滤液中含有NaCl,向滤渣中加入过量NaOH溶液,Al(OH)3溶解,其余沉淀不溶解,过滤后得到的滤渣II为Fe(OH)3,滤液中含有NaAlO2,向滤液中通入二氧化碳,发生的反应为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(或2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-),然后过滤得到Al(OH)3,母液II中含有NaHCO3或碳酸钠,据此分析解答.

解答 解:(1)“酸浸”过程中Al2O3溶解的离子方程式为 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,“酸浸”前常常将煤矸石粉碎,其目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率,
故答案为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率;
(2)H2O2氧化Fe2+(酸溶时盐酸过量)的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)检验水解过程中Fe3+已被完全沉淀的方法是:取滤液Ⅰ少许于试管中,滴入KSCN溶液,若溶液不变血红色,则Fe3+已经沉淀完全,
故答案为:滴入KSCN溶液,若溶液不变血红色,则Fe3+已经沉淀完全;
(4)304g煤矸石中,Fe2O3、FeO的质量为304g×10%=30.4g,滤渣II为Fe(OH)3,设FeO的物质的量为xmol,Fe2O3的物质的量为ymol,则有$\left\{\begin{array}{l}{72x+160y=30.4}\\{(x+2y)×107=42.8}\end{array}\right.$,所以x=0.2,y=0.1,所以根据电子得失守恒,将0.2mol的亚铁离子氧化成铁离子需要通入标准状况下的Cl2的物质的量为0.1mol,所以其体积为2.24L,
故答案为:2.24.

点评 本题考查制备实验方案设计,为高考高频点,此种题型涉及物质性质、实验基本操作,明确物质的性质及每一步发生的反应、基本操作方法是解本题关键,熟练掌握元素化合物知识,灵活运用知识解答问题,题目难度中等.

练习册系列答案
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5.下列说法中正确的是(  )
A.所有的盐都能水解B.所有的盐溶液都显酸性
C.盐的水解都是吸热的D.盐的水解平衡是个静态平衡

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16.纯碱在日常生活和化学工业中用途很广,如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域.工业上以食盐、氨气(主要由合成氨厂提供)和二氧化碳为主要原料生产纯碱.其流程如下:

(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程.为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉淀,可以向其中加入过量纯碱.此时将混合液中不溶物除去的方法是过滤,该操作中所用的仪器有铁架台(带铁圈)、烧杯等,还需要使用的仪器有漏斗、玻璃棒,溶液中多余的纯碱可以加盐酸试剂来除去.

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13.化学与社会、生活密切相关.下列说法正确的是(  )
A.用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等,是因为二氧化硫的还原性能使有色物质被氧化而褪色
B.过氧化钠用于呼吸面具作为氧气的来源,是因为过氧化钠具有强氧化性能氧化二氧化碳 壶水生成氧气
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20.某化学小组同学用下列装置(气密性已检验)进行实验.

(1)探究O2与KI溶液发生反应的条件.
①甲、乙两同学选用以下试剂进行实验(0.1mol•L-1 KI溶液,30% H2O2溶液、0.1mol•L-1H2SO4溶液、淀粉溶液、MnO2固体、KMnO4固体),实验记录如下.
操作现象
向Ⅰ中加入必要的试剂,并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液.连接Ⅰ、Ⅳ,打开活塞Ⅰ中剧烈反应,产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅳ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝
向Ⅱ中加入必要的试剂,并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液和稀硫酸.连接Ⅱ、Ⅳ,点燃酒精灯Ⅳ中有气泡冒出,溶液变蓝
甲制取O2的化学方程式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑.乙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O.
②甲用Ⅱ加入试剂替换Ⅰ后,Ⅳ中仍加入KI、淀粉溶液,再次实验时Ⅳ中溶液不变蓝.由此他猜测第一次实验时可能是Ⅰ中的白雾使溶液变蓝.甲又将Ⅰ中产生的气体直接通入下列a溶液(填序号),证明了白雾中含有H2O2
a.酸性KMnO4           b.FeCl2            c.Na2S
③由甲、乙两同学的实验,可得出结论:KI溶液在酸性条件下易被O2氧化.
(2)资料显示:KI溶液在空气中被缓慢氧化时CO2参与了反应.丙、丁两同学为探究该反应中CO2的作用,进行下列实验.
操作现象
向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸,Ⅳ中加入KI、淀粉溶液并在上层覆盖少量煤油.使Ⅰ中发生反应将装置中空气排尽后,再将气体通入Ⅳ的溶液中Ⅳ中有气泡冒出,溶液不变蓝
向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸,Ⅲ中加入必要试剂,Ⅳ中加入KI、淀粉溶液.依次连接Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,打开活塞Ⅳ中有气泡冒出,溶液变蓝
①丙实验的目的是证明CO2不能氧化I-
②丁实验的Ⅲ中发生反应方程式为Na2O2
③为证明CO2所起的作用,可进行的操作是:取上述丁实验后Ⅳ中溶液,滴入CaCl2(或BaCl2)溶液.

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10.在Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO32+2NO2↑+2H2O反应中,HNO3是氧化剂;Cu是还原剂;被还原的HNO3与参加反应的HNO3物质的量之比是1:2,当1.28g Cu参加反应时,电子转移的物质的量是0.04mol.

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17.叶酸是维生素B族之一,可以由下列甲、乙、丙三种物质合成.

(1)甲中显酸性的官能团是羧基(填名称).
(2)下列关于乙的说法正确的是AC.
A.分子中碳原子与氮原子的个数比是7:5      B.属于芳香族化合物
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14.在4mol/L的硫酸和2mol/L的硝酸混合溶液10mL中,加入0.96g铜粉,充分反应后,最多可以收集到的标准状况下的气体体积为(  )[提示:稀硝酸和铜粉的化学反应为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O].
A.112 mLB.224 mLC.448 mLD.560 mL

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15.下列叙述或表示正确的是(  )
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C.难溶电解质AB2的饱和溶液中,c(A2+)=xmol•L-1,c(B-)=y mol•L-1,则Ksp值为4xy2
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