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    10．工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe （OH） 3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品．

    （1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，反应的离子方程式为MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O．
    （2）写出高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4．实验证明，n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量为0.102mol．
    （3）调节pH的作用是使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去．
    （4）操作1的名称为过滤，操作2的名称为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤．
    （5）下列有关工艺的说法正确的是ABC．（填字母序号）
    A．可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
    B．溶液的碱性越强，则除铁效果越好，但同时会影响硫酸铝的产率
    C．活性二氧化锰生成量应适宜，不足时铁的去除率较低，过量时会增加成本
    D．可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe （OH） 3．

    分析 工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe（OH）3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品，
    （1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，依据原子守恒和电荷守恒书写离子方程式；
    （2）根据氧化还原反应中化合价升降相等，可写出化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；结合离子方程式和化学方程式定量关系计算；
    （3）铁离子易发生水解反应生成氢氧化铁；
    （4）操作1为过滤，操作2为蒸发结晶；
    （5）A．氧化铝与酸反应，可起到调节pH的作用，并且不引入新的杂质；
    B．氢氧化钠与硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀；
    C．活性二氧化锰不足时铁的去除率较低；
    D．直接向溶液中加入二氧化锰粉末吸附作用太低．

    解答 解：工业生产无铁硫酸铝，以硫酸浸取铝土矿得含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，加热到一定温度，搅拌，加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液，在溶液中生成活性二氧化锰，调节溶液的pH，反应一段时间，Fe（OH）3和二氧化锰发生吸附共沉作用，最终得到无铁硫酸铝产品，
    （1）KMnO4首先将Fe2+氧化为Fe3+，其本身被还原为MnO2，依据原子守恒和电荷守恒书写离子方程式为：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
    故答案为：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O；
    （2）由题意可知高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰，根据氧化还原反应中化合价升降相等，可写出化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，若溶液中亚铁离子和铁离子浓度均为0.03mol/L，溶液中含有Fe2+物质的量为0.03mol，调节溶液PH使铁离子全部沉淀，n（Fe）=0.06mol
       MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
    0.01mol 0.03mol          0.01mol
    n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1时，除铁效果较好．则n（MnO2）=0.06mol×4=0.24mol；
    反应中生成二氧化锰物质的量=0.24mol-0.01mol=0.23mol，消耗高锰酸钾物质的量：
    2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，
     2                 5
    n                 0.23mol
    n=0.0.092mol              
    为达到较好的除铁效果，每1L溶液应加入高锰酸钾的物质的量=0.092mol+0.01mol=0102mol；
    故答案为：2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；0.102mol；
    （3）铁离子易发生水解反应生成氢氧化铁，当调节溶液PH，使溶液PH增大时，易使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，
    故答案为：使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；
    （4）根据题中信息，反应一段时间，二氧化锰和Fe （OH） 3发生吸附共沉作用，可知操作1为过滤，操作2为过滤后，滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
    故答案为：过滤；蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤；
    （5）A．氧化铝与酸反应，向溶液中再加入铝土矿粉可起到调节pH的作用，并且不引入新的杂质，故A正确；
    B．如果溶液的碱性太强，会与硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀而导致产率较低，故B正确；
    C．活性二氧化锰不足时不能完全除去氢氧化铁，铁的去除率较低，过量时会增加成本，故C正确；
    D．直接向溶液中加入二氧化锰粉末吸附作用太低，故D错误．
    故答案为：ABC．

    点评 本题考查较为综合，设计物质的制备流程、离子方程式的书写、氧化还原反应、物质的分离和提纯等问题，但题目难度中等，本题注意把握制备原理和实验流程．

    练习册系列答案
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    4．含6.02×1022个氧原子的氧气0.05摩尔．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．为探究Fe（NO3）2等硝酸盐热分解产物和产物的性质，某化学小组开展如下探究性学习：
    【查阅资料】金属活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同
    （1）K→Na活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气；
    （2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO2和O2；
    （3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO2和O2．
    2KNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KNO2↑+O2↑  
    2Cu（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑
    2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑
    I：【实验一】探究Fe（NO3）2热分解固体产物中Fe元素的价态．该小组甲同学将其溶于足量的稀H2SO4得到相应两份溶液，进行以下探究实验．①向一份溶液中滴入少量KSCN溶液；②少量稀酸性KMnO4溶液中滴入另一份溶液．现象：①溶液变红色②溶液变红色
    （1）则Fe（NO3）2分解的化学方程式是4Fe（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8NO2↑+O2↑．
    Ⅱ：【实验二】探究Fe（NO3）2热分解气体产物的性质．小组乙、丙同学进行了如下图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）
    实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe（NO3）2装于大试管，并重新连接好仪器；④加热；⑤…
    （2）乙同学使用A装置收集气体，恰好收集到54mL红棕色气体，要从水槽中取出量筒，乙同学的正确操作方法是用玻璃片在水槽里盖好量筒口，用食指摁紧玻璃片，将量筒从水槽中取出，正放在试验台上．
    （3）丙同学取等质量Fe（NO3）2的在同样条件下热分解，用B装置收集气体产物，可收集到气体8mL．
    Ⅲ：【实验三】探究固体混合物的组成和特征
    （4）小组丁同学取KNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2物质的量之比可能为A．
    A.1：2：2        B.2：1：3        C.1：2：3       D.3：8：5
    （5）取0.6mol由KNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）3按等物质的量之比混合而成的粉末溶于100mL 3mol/L的稀硫酸中，再向溶液中加入足量的铜粉，则最多可溶解铜粉质量为20.8g．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：
    2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6KJ/mol
    （1）该反应450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数（填“大于”“小于”或“等于”）．
    （2）该热化学反应方程式的意义是在450℃时，2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为196.6KJ．
    （3）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO2和0.10mol O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO3 0.18mol，则v（O2）=0.036 mol•L-1•min-1；若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2，则平衡向正反应方向移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，0.36mol＜n（SO3）＜0.40mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．某化学兴趣小组的同学为制取少量溴乙烷，查阅资料得知：
    NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4
    CH3CH2OH+HBr$\stackrel{△}{→}$CH3CH2Br+H2O
    化学兴趣小组根据实验原理设计如图的装置．根据题意完成下列填空：有关数据列表如下：
        乙醇溴乙烷
        状态  无色液体   无色液体
    密度/g•cm-3    0.8   1.4
      沸点/℃    78.5   119.0
      熔点/℃-130    38.4
    （1）圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、乙醇和2：1的硫酸．配制体积比2：1的硫酸所用的仪器为abc选填编号）
    a．烧杯    b．玻璃棒    c．量筒    d．容量瓶   e．滴定管
    （2）将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，试管A中的物质分为三层（如图所示），产物在第3层；
    （3）用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈棕黄色，除去其中杂质应加入d选填编号）然后再进行分液一步操作即可；
    a．无水氯化钙     b．硝酸银溶液    c．四氯化碳     d．亚硫酸钠溶液
    （4）实验过程中，同学发现仪器连接部分有漏气现象，老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：反应会产生Br2，腐蚀橡胶；
    （5）假设最初取用的无水乙醇是57.5mL，最后得到的纯净的溴乙烷是52.0mL，则溴乙烷的产率为66.8%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量的Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）．工业流程如图1及相关物质溶解度曲线如图2：

    （1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为：Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl；通过冷却大量析出K2Cr2O7的原因是：低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小．
    （2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是除去Fe3+．
    （3）固体A主要为NaCl（填化学式）．固体B主要为K2Cr2O7（填化学式）．
    （4）向母液Ⅰ中加入KCl时，加热沸腾的原因是增大接触面积加快反应速率
    （5）用热水洗涤固体A，将回收洗涤液转移到母液Ⅱ中，操作目的是提高原料的使用率．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．向某一容积为5L的密闭容器中，加入 0.2mol CO和0.2mol H2O，在800℃和催化剂存在的条件下，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＞0，反应中CO2的浓度随时间变化关系如图所示：
    （1）由图中数据可知，反应从开始至达到平衡时，CO的化学反应速率v（CO）=0.003mol/（L．min）； H2的物质的量浓度c（H2）=0.03mol/L；该温度下此反应的平衡常数K=9．
    （2）判断该反应是否达到平衡状态的依据是①③（填序号）．
    ①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
    ②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
    ③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
    ④正、逆反应速率都为0
    （3）若开始时向该容器中加入CO、H2O（g）、CO2和H2各0.1mol，在相同条件下，反应达到平衡时，水蒸气的物质的量浓度c（H2O）=0.01mol/L．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．化学与生产、生活密切相关，下列叙述正确的是（　　）
    A．煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化
    B．14C可用于文物年代的鉴定，14C与12C互为同素异形体
    C．用油料作物生产的生物柴油成分与石油中提取的柴油成分相同
    D．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象，不属于胶体

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    20．有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大．C、D都能分别与A按原子个数比为1：1或2：1形成化合物；CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4；E的M层电子数是K层电子数的2倍．
    （1）写出这五种元素的名称：A氧，B氟，C氢，D钠，E硅．
    （2）EB4的空间构型是正四面体形 E原子是sp3杂化．

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