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16.工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁、氧化镁、二氧化硅、氧化铜等杂质)为原料提取铝的无机化工流程如图:

已知:NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑.
(1)固体A为Fe2O3、MgO、CuO;试剂X为NaOH,Y为CO2
(2)写出反应②的离子方程为AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
(3)实验室里完成反应③所需要的实验仪器主要有坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角.
(4)反应④所得的铝材中,往往含有少量的铁和硅等杂质,可用电解的方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为2Al-3e-═Al3+.下列可作阴极材料的是D
A.铝材     B.石墨     C.铅板     D.纯铝
(5)铝土矿中Al2O3的含量为40.8%,要使1t铝土矿中的Al2O3全部溶解理论上至少需要X的质量为0.32t.

分析 由题给信息可知,铝土矿加入过量试剂X可将铝与其它杂质分离,结合“NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑”可知试剂X应为NaOH溶液,所得固体A含有SiO2、Fe2O3、MgO、CuO,滤液Ⅰ含有NaAlO2,通入过量Y生成氢氧化铝沉淀,则Y为CO2,滤液Ⅱ为NaHCO3溶液,灼烧氢氧化铝生成氧化铝,电解熔融的氧化铝可生成Al,以此解答该题.

解答 解:由题给信息可知,铝土矿加入过量试剂X可将铝与其它杂质分离,结合“NaOH溶液与二氧化硅反应非常缓慢,在工业生产时不必考虑”可知试剂X应为NaOH溶液,所得固体A含有SiO2、Fe2O3、MgO、CuO,滤液Ⅰ含有NaAlO2,通入过量Y生成氢氧化铝沉淀,则Y为CO2,滤液Ⅱ为NaHCO3溶液,灼烧氢氧化铝生成氧化铝,电解熔融的氧化铝可生成Al,
(1)由以上分析可知固体A为Fe2O3、MgO、CuO;试剂X为NaOH,Y为CO2,故答案为:Fe2O3、MgO、CuO;NaOH;CO2
(2)反应②为偏铝酸钠与过量二氧化碳的反应,生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
(3)实验室里完成反应③应在坩埚中进行,灼烧氢氧化铝分解生成氧化铝,另外还需要酒精灯、三脚架、泥三角,故答案为:坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角等;
(4)在电解池中阳极发生氧化反应,金属失去电子,电极反应式为Al-3e-═Al3+,电解精炼铝应以纯铝作阴极材料,故答案为:2Al-3e-═Al3+;D;
(5)铝土矿中Al2O3的含量为40.8%,1t铝土矿中的Al2O3的物质的量为$\frac{1×1{0}^{6}g×40.8%}{102g/mol}$=4000mol,与氢氧化钠溶液发生Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,由方程式可知需要8000molNaOH,质量为$\frac{8000mol×40g/mol}{1×1{0}^{6}g/t}$=0.32t,
故答案为:0.32 t.

点评 本题考查混合物分离提纯方法的选择和应用,为高频考点,把握混合物分离流程及发生的反应为解答的关键,侧重物质性质及分离方法的考查,明确物质性质差异性即可提纯分离物质,题目难度不大.

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D.由四种元素中的两种形成的相对分子质量最小的有机物,不能发生加成反应

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11.某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+、Clˉ四种离子,为了处理废液,回收金属并制备氯化铁晶体,现设计如下实验过程(部分):

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1.关工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)的工艺流程如图1所示.

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(1)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质.若测得滤液中c(F-)=0.01mol•L-1,则滤液中残留的c(Ca2+)=1.46×10-6mol•L-1mol•L-1 [已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10]
(2)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)=1.05mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图2所示.根据图2中信息得出的结论是pH等于7.0时反应速率最快,且MnCO3的产率最高.
(3)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、先水洗2~3次,再用乙醇洗涤,低温干燥(或低于100℃干燥).
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

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(3)为证明上述反应后的溶液中仍存在过量的Fe2+,可向其中滴加酸性KMnO4溶液,现象是:紫红色褪去.

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