【题目】下列是铝的两种重要化合物的生产制备:
I.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。
回答下列问题:
(1)为了少引入杂质,试剂①应选用___________(填标号)。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH溶液
(2)沉淀B的化学式为____________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是______________。
II.以铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料,采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示:
(1)Al2O3可用于电解制Al,其反应的化学方程式是______________________。
(2)调控反应池中钠铝元素之比一定时,Al2O3溶于NaOH,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_________________。
(3)该生产过程中,需向沉淀池中加入X。
① X 可为过量的CO2,则滤液II中主要的溶质是____________,为了使滤液II循环利用,应补充的物质是____________(选填字母);
a.CaO b.HCl c.Na2CO3
② X 也可为少量Al(OH)3晶种(晶种可加速沉淀的生成),其优点是_______________。
【答案】
I.(1)d(2)Al(OH)3;Al3+水解,使溶液中H+浓度增大
II.(1)
(2)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
(3)①NaHCO3;a;②滤液II可直接循环使用。
【解析】
试题分析:I.(1)易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质),它们都是比较活泼的金属,都可以与酸发生反应,而Al可以与强碱溶液反应变为NaAlO2进入溶液,而Fe、Mg不能与碱发生反应,所以要以含Al的易拉罐为原料制取明矾,应该用强碱NaOH溶液溶解,选项d正确;Mg、Fe不溶解,会留在滤渣中;
(2)滤液A的主要成分是NaAlO2,向其水溶液中加入NH4HCO3溶液,AlO2-、NH4+发生盐的双水解反应,产生Al(OH)3沉淀和NH3·H2O,反应的方程式是AlO2-+2H2O+NH4+= Al(OH)3↓+NH3·H2O,所以沉淀B化学式为Al(OH)3;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是该盐是强酸弱碱盐,Al3+发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,当最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性。
II.(1)工业上用电解熔融的Al2O3制取金属Al,氧化铝的熔点很高,需要冰晶石(Na3AlF6)做助溶剂,反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑。
(2)Al2O3属于两性氧化物,能与NaOH反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。
(3)① 根据流程图可知,滤液Ⅰ是偏铝酸钠溶液,碳酸的酸性强于Al(OH)3,所以CO2能与NaAlO2溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3 ,若CO2过量,生成NaHCO3,所以滤液II中主要的溶质是NaHCO3 ;因为NaHCO3在碱性环境中的反应,可以使用生石灰将NaHCO3转化为CaCO3 和NaOH,答案选a。
② 根据题意,引入Al(OH)3晶种能够产生Al(OH)3沉淀,其优点是滤液II可直接循环使用。
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【题目】人体内有20多种微量元素,它们的质量总和不到体重的千分之一,但是对人体的健康却起着重要作用.下列各组元素全部是微量元素的是( )
A. Na、K、Cl、S、O B. Mo、Mn、Fe、Zn、Cu
C. N、H、O、P、C D. Ge、Ca、Cu、Mg、C
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【题目】有以下几种物质:①NH3②Na2CO3固体③C2H5OH(乙醇)④盐酸⑤Cu⑥NaCl晶体⑦Fe(OH)3胶体填空回答:
(1)以上物质属于电解质的有 (填编号,下同),属于非电解质的有 。
(2)②既是钠盐又是碳酸盐,对该物质的分类方法是 。
(3)实验室制备⑦的化学方程式为 。
证明有⑦生成的实验操作及现象是 。
NaCl晶体溶解在 (填以上物质序号)中也有此现象。
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【题目】氢能是发展中的新能源。回答下列问题:
(1)氢气可用于制备绿色氧化剂H2O2。
已知:H2(g)+X(l)=Y(l) ΔH1
O2(g)+Y(l)=X(l)+H2O2(l) ΔH2
其中X、Y为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH<0,其原因是 。
(2)硼氢化钠(NaBH4)是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为 。
(3)化工生产的副产物也是氢气的来源之一。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe + 2H2O + 2OH-FeO42- + 3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42-,镍电极有气泡产生。若NaOH溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。
已知:Na2FeO4在强碱性条件下能稳定存在。
①a为 极(填“正”或“负”),铁电极的电极反应式为 。
②电解一段时间后,c (OH-)升高的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,
M、N两点均低于c(Na2FeO4)最高值,请分析原因。M点: ;N点: 。
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【题目】某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质。甲同学设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)。
按要求回答下列问题。
(1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2,制得的Cl2体积总是小于1.12 L(标准状况)的原因是______________。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为________,作用是__________,现象是____________________。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_________________。
③装置F的作用是_______________________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式______________。
(3)乙同学认为甲同学设计的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放入________(填试剂或用品名称)。
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【题目】“黄金搭档”维生素片中含Ca、Fe、Zn、Cu等元素,其中属于组成生物体的大量元素的是 ( )
A. Ca B. Fe C. Zn D. Cu
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【题目】PbO2及2PbCO3·Pb(OH)2(碱式碳酸铅)均是生产铅酸蓄电池正极的原料。
(1)PbO2可由NaClO氧化Pb(NO3)2溶液得到。
①Pb(NO3)2被氧化为PbO2的离子方程式为 。
②Pb(NO3)2溶液中通入H2S发生Pb2+(aq)+H2S(aq)PbS(s)+2H+(aq),直至平衡,该反应的平衡常数为K= [已知:Ksp(PbS)= 3.55×10-28;H2S电离常数Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15 ]。
(2)制备碱式碳酸铅的实验步骤如下:
①“碳化”时,发生反应的化学方程式为 。
②“洗涤”时,经水洗涤后再用酒精洗涤的目的是 。
(3)为确定2PbCO3·Pb(OH)2(相对式量:775)的热分解过程,进行如下实验:称取一定量(2)实验制得的样品放在热重分析仪中,在氩气流中热分解,测得样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示。
①A→B过程中,从体系中逸出的分解产物(化合物)为 (填化学式);C→D过程中,从体系中逸出的分解产物(化合物)为 (填化学式)。
②根据图中实验数据,计算并确定E点残留固体的化学式(写出计算过程)。
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