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【题目】钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:

回答以下问题:

(1) 请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_____________

(2) 钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2 和NaAlO2,写出Al2O3 转化为NaAlO2 的化学方程式_____________________

(3) 已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,分析其原因为____________(用离子方程式解释),若要提高浸取的速率,可采取的措施有_______________(回答一条)。

(4) 滤液1的主要成分是_________(填写化学式)

(5) 此工艺中可以循环利用的主要物质是___________________和水。

(6) 以石墨为电极,通过电解Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是_______。长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是___极(填“阴”或“阳”)。

【答案】 K2O·Al2O3·6SiO2 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2 AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH- 不断搅拌(或适当加热、将固体粉粹成更小的颗粒) NaHCO3;KHCO3 Na2CO3 CO2 Al3++3e-=Al

【解析】试题分析:本题以钾长石为原料提取Al2O3、K2CO3的流程为载体,考查流程的分析、硅酸盐的表示、化学方程式的书写、盐类的水解、反应条件的控制、铝的冶炼。

(1)钾长石的化学式为K2Al2Si6O16根据原子守恒,以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为K2O·Al2O3·6SiO2

(2)Al2O3Na2CO3在高温下反应生成NaAlO2CO2反应的化学方程式为Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑。

(3)根据流程,浸出液中含KAlO2、NaAlO2,KAlO2、NaAlO2都属于强碱弱酸盐,溶液中存在水解平衡:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-;“浸取”时保持溶液呈碱性,可抑制AlO2-的水解。若用提高浸取的速率,可采取的措施有:不断搅拌、适当加热、将固体粉碎成更小的颗粒。

(4)向浸出液中通入过量CO2发生的反应有:CO2+KAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+KHCO3、CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3过滤滤出Al(OH)3滤液1的主要成分为KHCO3、NaHCO3

(5)根据流程,煅烧时产生CO2,浸出液中需要通入CO2结晶后得到碳酸钠晶体,煅烧中需要Na2CO3此工艺中可以循环利用的主要物质是Na2CO3、CO2和水。

(6)电解池中接电源负极的一极为阴极,阴极电极反应式为Al3++3e-=Al。以石墨为电极,电解熔融的Al2O3阳极的电极反应式为2O2--4e-=O2↑,阳极生成的O2与石墨反应消耗石墨,长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是阳极。

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(2)属于同位素的是__________________

(3)属于同分异构体的是__________________

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(5)属于同种物质的是__________________

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Ⅱ.依据反应:MnO4-+5Fe2++8H+ = Mn2++5Fe3++4H2O,采用滴定的方法测定FeSO4的质量分数,实验步骤如下:

滴定前的准备:

①→ 用蒸馏水清洗 → 用待装溶液润洗 → 装液→ ② → 调节液面在零刻度或零刻度以下 → 记录初始读数

①称量绿矾样品质量为m g,配成100 mL待测溶液,②取体积为10.00mL的待测液置于锥形瓶中,并加入一定量的硫酸,③将标准浓度为1.0molL﹣1的KMnO4溶液装入滴定管中,调节液面至a mL处,④滴定待测液至滴定终点时,滴定管的液面读数b mL,⑤重复滴定2~3次。

请回答下列问题:

(1)将步骤1中的操作补充完整:

__________________________,②__________________________

(2)KMnO4(H+)溶液应装入______式滴定管进行滴定;如何知道滴定到达终点?___________

(3)下列操作会导致测定结果偏低的是____________________

A.盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定

B.锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗

C.读取标准液读数时,滴定前平视,滴定到终点后俯视

D.滴定后滴定管尖嘴处悬有溶液未滴落

(4)实验测得FeSO4的质量分数为____________(用含ab的代数式表示)

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