某地有丰富的铝土矿和石灰石资源,拟用铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)为原料冶炼铝,工艺流程如下图所示:
(1)原料A的名称是 ,可循环使用的物质的化学式式为 。
(2)如果省去步骤①,即溶解铝土矿从直接加入B溶液开始,则最终会对氧化铝的生产产生的影响是 。
(3)写步骤③的离子方程式 。
(4)步骤⑤是在铝电解槽中进行,电解槽的两极材料均用石墨,写出阴极的电极反应方程式 。
(5)工业常用阳极氧化法使铝的表面生成致密的氧化膜。如右图是铝阳极氧化实验装置图:a端是电源的 极。铝片表面形成氧化铝的原理是(用电极方程式表示) , (填“能”或“不能”)用较浓NaCl溶液代替20%H2SO4作电解液进行铝的阳极氧化,若不能,请说明理由 。
(1)盐酸(或硫酸)(1分) CaCO3和NaOH(2分)
(2)生成的氧化铝中含有二氧化硅杂质(2分)
(3)2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32-(2分)(或AlO2-+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+HCO3-)
(4)Al3++3e-Al(2分)
(5)正(1分) 2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+(2分) 不能(1分) 若用NaCl溶液代替硫酸,阳极会有Cl-放电产生Cl2,无法使其表面生成致密的氧化膜(其他合理答案均给分,2分)
解析试题分析:(1)SiO2和盐酸不反应,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀。由工艺流程可知步骤③通入的为二氧化碳,生成的沉淀为氢氧化铝,所以滤液②含有AlO2-.步骤②应加入氢氧化钠除去铁离子,将铝离子转化为AlO2-,所以滤液①中含有Al3+,步骤①应为加入盐酸,除去SiO2。
滤液①中含有Al3+、Fe3+、Cl-、H+等,加入氢氧化钠,除去铁离子、氢离子,将铝离子转化为AlO2-,滤液2含有AlO2-,Cl-、Na+、,通入二氧化碳将偏铝酸根离子转化为氢氧化铝,所以滤液3中的离子主要有Na+、OH-、Cl-、HCO3-,步骤③通入二氧化碳与AlO2-反应生成的沉淀为氢氧化铝,反应化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,CaCO3CaO+CO2↑,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸氢钠反应,NaHCO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+NaOH+H2O,所以NaOH、CaCO3可再次被利用,即可循环使用。
(2)如果省去步骤①,即溶解铝土矿是从加入原料B开始,用NaOH溶液溶解铝土矿,则有部分SiO2溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠,通入二氧化碳会生成硅酸沉淀,最后使加热制得的Al2O3混有SiO2杂质。
(3)步骤③通入二氧化碳与AlO2-反应生成的沉淀为氢氧化铝,二氧化碳少量时离子方程式为2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32-,二氧化碳过量时离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+HCO3-
(4)三氧化铝熔融时电离出O2-和Al3+,阳离子在阴极放电,所以阴极的电极反应方程式Al3++3e-Al。
(5)电解池的阳极材料是铝时,则该电极反应是铝本身失电子的过程,即2Al-6e-+3H2OAl2O3+6H+,所以a端是电源的正极,阴极发生阳离子的得电子过程,在酸溶液中,为6H++6e-
3H2。 不能用较浓溶液代替20%H2SO4作电解液进行铝的阳极氧化,若用NaCl溶液代替硫酸,阳极会有Cl-放电产生Cl2,无法使其表面生成致密的氧化膜(其他合理答案均给分,2分)
考点:以框图题形式考查铝的化合物的性质。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
苏打和小苏打有着广泛的应用。试从反应物用量角度说明在下列用途中选A(苏打)还是B(小苏打),并说明原因。
(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适量的面碱,选用______,因为______________________________
(2)作为泡沫灭火器的药品,选用________,因为________________________
(3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等,选用________,因为_____________
(4)治疗胃酸过多时,选用________,因为_______________________________
(提示:二者水溶液均显碱性,且苏打的碱性强)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗名摩尔盐,价格便宜,可用来净水或治疗缺铁性贫血等,是一种重要的化工原料。
(1)摩尔盐的水溶液呈 色。
(2)c(Fe2+)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较,物质的量浓度较大的是 。
(3)甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如图1:
从上图推断甲同学想通过测定 计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于 。
(4)乙同学在甲同学的基础上做了改进,其实验装置如图2:
则B与C中的试剂分别是 和 。C中干燥管的作用是 。乙同学称取了10.0g的摩尔盐样品,若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重O.68 g,则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为 %(答案精确到小数点后第一位)。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25 g·L-1请回答下列问题:
(1)甲的化学式是________;乙的电子式是________。
(2)甲与水反应的化学方程式是________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式__________________。有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证之______________________。
(已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)
(5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2,判断理由是________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。
请回答:
(1)金属铝常用来制造容器,但铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性等食物,写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:_____________________________________。
石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)在冶炼过程中,阳极材料需要定期进行更换,原因是该极材料不断被消耗,产生这种现象的原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
(3)工业上通过电解熔融的MgCl2制取金属镁,电解反应方程式为________________。镁和铝都是活泼金属,为什么在电解冶炼过程中,一个用氯化物,一个用氧化物,请说明理由。________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式) 。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是 。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是 。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号) 。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈现蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是 。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究。实验过程如下:
回答下列问题:
(1)滤渣的成分为 ,操作①的名称为 。
(2)上图溶液B中所发生反应的离子方程式为 。
(3)实验要求向溶液B中通入过量的空气,证明通入空气过量的方法是 。
(4)操作③第一步需要的仪器除了酒精灯、铁架台外,还需要 、 。
(5)某同学利用下面装置制备氢气并利用氢气还原某金属氧化物,根据要求回答问题。
①请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物,其装置连接顺序是A→_____→_____→_____→D(除D装置外,其它装置不能重复使用),最后D装置中所加药品为____________,其作用是___________________。
②点燃B处酒精灯之前必须进行的操作是____________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
有关物质间转化关系如下图,试回答:
(1)转化①的反应条件为 .
(2)转化②的化学方程式为 .转化③的离子方程式为 .
(3)若转化⑤用于实验室制Al(OH)3,则试剂A宜选择 (填名称).
(4)向50 mL 3 mol·L-1 AlCl3溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液,结果Al3+离子有1/3转化为Al(OH) 3沉淀,则加入的NaOH溶液的体积可能为 或 mL。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。
(1)在常温下,分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸 ②稀硫酸 ③浓硝酸 ④稀硝酸,能观察到发生明显反应的是(填序号,下同) ,无明显反应现象的是 。
(2)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸 ②稀硫酸 ③浓硝酸 ④稀硝酸,能观察到随即发生剧烈反应的是 ,开始不反应,加热后发生反应的是 ,加热也不发生反应的是 。能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是 ,反应的离子方程式为: ;
先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入下图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括 。
a.通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b.通入X气体后溶液中无明显现象
c.通入Y气体后有沉淀产生
d.通入Y气体后沉淀溶解
e.通入Y气体后溶液中无明显现象
(3)若将(2)的Ba(OH)2换为氢硫酸,则通入X气体后的现象为 ,反应的化学方程式为 。
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