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    1．聚合化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2（OH）nCl6-n．本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝．其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分．已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸．制备碱式氯化铝的实验流程如下：
    根据流程图回答下列问题：
    （1）“煅烧”的目的是改变高岭土的结构，使其能溶于酸．
    （2）配制质量分数15%的盐酸需要200ml30%的浓盐酸（密度约为1.15g•cm-3）和230g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒．
    （3）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O．
    （4）加少量铝粉的主要作用是除去溶液中的铁离子．
    （5）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是水浴．
    （6）若溶解过程改为加入一定浓度的氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．

    分析 高岭土化学组成为：Al2O3、SiO2、Fe2O3以及少量杂质和水分，由流程可知，高岭土在煅烧的过程中可除去可燃烧的杂质和水分，改变高岭土的结构，使其能溶于酸，加足量盐酸得到沉淀SiO2，溶液中含Al3+、Fe3+，加过量铝粉，置换出铁，过滤去掉滤渣得氯化铝溶液，用碳酸钙调节溶液的pH值，将溶液蒸发浓缩得碱式氯化铝．
    （1）高岭土中的氧化铝难溶于酸，通过“煅烧”改变高岭土的结构，使其能溶于酸；
    （2）根据溶液的质量等于溶质质量与溶剂的质量之和计算所需蒸馏水的质量，根据配制溶液的步骤选择所需仪器；
    （3）“溶解”过程中发生氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁和酸反应生成氯化铁和水；
    （4）加入铝粉最主要作用是：除去溶液中的铁元素；
    （5）控制该温度在一定范围之间，可水浴加热；
    （6）氧化铝和碱反应生成偏铝酸盐、二氧化硅与碱反应生成硅酸盐，据此书写离子方程式．

    解答 解：（1）高岭土中的氧化铝难溶于酸，高岭土在煅烧的过程中可除去可燃烧的杂质和水分，改变高岭土的结构，使其能溶于酸，所以“煅烧”的目的改变高岭土的结构，使其能溶于酸，
    故答案为：改变高岭土的结构，使其能溶于酸；
    （2）设配制质量分数15%的盐酸需水质量为m，溶液的质量等于溶质质量与溶剂的质量之和，则（1.15g•cm-3×200ml+m）×15%=1.15g•cm-3×200ml×30%，解得：m=230 g，配制质量分数15%的盐酸需计算、量取、溶解、转移、定容、贴标签；需要用到的仪器有烧杯盛放溶液、玻璃棒搅拌、量筒量取浓盐酸等，
    故答案为：230；烧杯、玻璃棒、量筒；
    （3）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铁和酸反应生成氯化铁和水，所以“溶解”过程反应的离子方程式有：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，
    故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
    （4）铝可与铁离子反应生成亚铁离子，铝与亚铁离子反应置换出铁，加入铝粉最主要作用是：除去溶液中的铁元素，
    故答案为：除去溶液中的铁离子；  
    （5）水的沸点为100℃，“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，可采用的加热方法是水浴，
    故答案为：水浴；
    （6）氧化铝和碱反应生成偏铝酸盐，离子反应为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，二氧化硅与碱反应生成硅酸盐，离子反应为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，
    故答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．

    点评 本题考查了碱式氯化铝制备方法和实验探究，掌握实验基本操作和理解实验原理是解题关键，题目难度中等，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    11．可用图示装置制取少量乙酸乙酯（酒精灯等在图中均已略去）．请填空：
    （1）试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序用操作是先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加冰醋酸
    （2）制取乙酸乙酯的化学方程式：CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O
    （3）实验中加热试管a的目的是：加快反应速率；及时将产物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
    （4）试管b中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度，便于它分层析出
    （5）反应结束后，振荡试管b，静置．反应结束后，试管B内的液体分成两层，乙酸乙酯在上层（填写“上”或“下”）．若分离10mL该液体混合物需要用到的主要玻璃仪器是分液漏斗．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    12．根据题目要求，回答下列问题：
    Ⅰ．某同学用乙醇、乙酸和浓硫酸制取乙酸乙酯，装置如图1所示．
    （1）装置中干燥管的作用是防止小试管中液体发生倒吸
    （2）小试管中的试剂加入顺序为B
    A．浓硫酸 乙醇   乙酸   B．乙醇  浓硫酸  乙酸   C．乙酸  浓硫酸  乙醇
    II．已知：R-OH+HX→R-X+H2O如图2是实验室用乙醇与浓硫酸和溴化钠反应制备溴乙烷的装置，图中省去了加热装置．乙醇、溴乙烷、溴有关参数数据见表：
    乙醇溴乙烷溴
    状态无色液体无色液体深红棕色液体
    密度/g•cm-30.791.443.1
    沸点/℃78.538.459
    （3）本实验中应采取的加热方式是水浴加热．
    （4）为除去产品中的Br2，最好选择下列溶液来洗涤产品B．
    A．氢氧化钠    B．亚硫酸钠   C．碘化钠

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．硫酸厂用煅烧黄铁矿（FeS2）来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2）制备绿矾．
    （1）SO2和O2反应制取SO3的反应原理为：2SO2+O2→加热催化剂2SO3，经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol/（L•s）
    ①则这段时间为5s．
    ②该反应达到平衡状态的标志是BD．
    A．容器内硫元素物质的量分数不变      B．混合物的平均相对分子质量不变
    C．n（SO2）：n（O2）：n（SO3）=2：1：2         D．各组分的体积分数不变
    （2）利用烧渣制绿矾的过程如下
    操作I的名称过滤，溶液A的溶质H2SO4，固体B是Fe．
    （3）某科研机构用NaOH溶液吸收废气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示，（电极材料为石墨）
    ①图中b极要连接电源的正极（填“正”或“负”）
    ②SO32-放电的电极反应式为SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+．
    ③若用甲烷-空气燃料电池作电源，处理标准状况下40m3的废气（其中SO2的体积分致为0.2 ），理论上需要消耗标准状况下甲烷2m3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    16．2016年8月17日，广东警方查获黑窝点非法使用Na2S2O4等浸泡食物来达到保鲜作用，Na2S2O4俗称保险粉，大量用于漂白纸张和印染工业．某学习小组用下列方法制备该物质．
    ①把甲酸（HCOOH）溶于甲醇溶液，再和足量的NaOH溶液混合配成溶液；
    ②制取SO2并通入上述溶液中，一段时间后可获得保险粉．
    （已知：Na2S2O4在水中溶解度较大，在甲醇中溶解度较小）

    装置如图1所示
    （1）A装置中的分液漏斗改为恒压滴液漏斗（仪器名称）更合适，D中盛放的试剂为NaOH溶液．
    （2）B装置的作用为防倒吸、防堵塞；
    （3）C装置内发生的化学反应方程式为2SO2+HCOONa+NaOH=Na2S2O4+CO2+H2O．
    （4）分离C装置中产品时就选用图2装置中丁（填甲、乙、丙、丁，下同），回收乙醇的装置为甲．
    （5）Na2S2O4在碱性环境中除去废水中的CrO42-及+4价S的化合物，反应的离子方程式为3S2O42-+2OH-+2CrO42-+2H2O=2Cr（OH）3↑+6SO32-．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    6．氰化物有剧毒，冶金工业会产生大量含氰化物的废水，其中氰化物以CN-等形式存在于废水中．某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究．
    Ⅰ．查阅资料：含氰化物的废水破坏性处理方法．
    利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质，如以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-（CN-和CNO-中N元素均为-3价），CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等．
    Ⅱ．实验验证：破坏性处理CN-的效果．
    化学兴趣小组的同学在密闭系统中用如图装置进行实验，以测定CN-被处理的百分率，实验步骤如下：

    步骤1：取一定量废水进行加热蒸发、浓缩．
    步骤2：取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（设其中CN-的浓度为0.2mol•L-1）倒入甲中，塞上橡皮塞．
    步骤3：点燃酒精灯对丁装置加热
    步骤4：打开甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，关闭活塞．
    步骤5：打开活塞K，通一段时间N2，关闭活塞K．
    步骤6：实验完成后测定干燥管I（含碱石灰）的质量m2（实验前干燥管I（含碱石灰）的质量m1）
    回答下列问题：
    （1）在破坏性处理方法中，在酸性条件下NaClO和CNO-反应的离子方程式为2CNO-+6ClO-+8H+═2CO2↑+N2↑+3Cl2↑+4H2O，请标出反应中电子转移的方向和数目：．
    （2）对丁装置加热放在步骤3进行的原因是将产生的氯气及时除去．
    （3）丙装置中的试剂是浓硫酸．
    （4）干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的水和CO2进入干燥管I中影响对CO2的测量．
    （5）请简要说明实验中通入N2的目的是使装置中的CO2全部被排到干燥管I中被吸收，减少误差．
    （6）若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g，则该实验中测得CN-被处理的百分率为80%．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    13．NaCN为剧毒无机物．某兴趣小组查资料得知，实验室里的NaCN溶液可用Na2S2O3溶液进行解毒销毁，他们开展了以下三个实验，请根据要求回答问题：
    实验Ⅰ．硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3•5H2O）的制备：
    已知Na2S2O3•5H2O对热不稳定，超过48℃即开始丢失结晶水，现以Na2CO3和Na2S物质的量之比为2：1的混合溶液及SO2气体为原料，采用如图装置制备Na2S2O3•5H2O．
    （1）将Na2S和Na2CO3按反应要求的比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在蒸馏烧瓶中加入Na2SO3固体，在分液漏斗中注入C（填以下选择项的字母），并按下图安装好装置，进行反应．
    A．稀盐酸         B．浓盐酸        C．70%的硫酸     D．稀硝酸
    （2）pH小于7会引起Na2S2O3溶液的变质反应，会出现淡黄色浑浊．反应约半小时，当溶液pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热．如果通入SO2过量，发生的化学反应方程式为Na2S2O3+SO2+H2O=2NaHSO3+S↓；
    实验Ⅱ．产品纯度的检测：
    （3）已知：Na2S2O3•5H2O的摩尔质量为248g/mol；2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6．取晶体样品a g，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液，用0.010mol/L碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液v mL．
    ①滴定终点的现象是最后滴入一滴碘水，溶液颜色由无色变成蓝色，且半分钟内部褪色；   
    ②该样品纯度是$\frac{4.96×1{0}^{-3}v}{a}×100%$；
    （4）滴定过程中可能造成实验结果偏低的是BD；
    A．锥形瓶未用Na2S2O3溶液润洗
    B．锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定，进行读数
    C．滴定终点时仰视读数    
    D．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定终点发现气泡
    实验Ⅲ．有毒废水的处理：
    （5）兴趣小组的同学在采取系列防护措施及老师的指导下进行以下实验：
    向装有2mL 0.1mol/L 的NaCN溶液的试管中滴加2mL 0.1mol/L 的Na2S2O3溶液，两反应物恰好完全反应，但无明显现象，取反应后的溶液少许滴入盛有10mL 0.1mol/L FeCl3溶液的小烧杯，溶液呈现血红色，请写出Na2S2O3解毒的离子反应方程式CN-+S2O32-=SCN-+SO32-．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    10．实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的反应方程式为：2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑
    回答下列问题：
    （1）该反应中被氧化的元素名称为氧，生成1mol O2时转移电子的数目是4NA．
    （2）从反应后的固体混合物中分离出难溶于水的MnO2的具体实验操作名称：过滤．
    （3）分离出的MnO2可用于实验室制取Cl2，化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O．
    （4）若两个反应中转移的电子的物质的量相同，则生成的O2和Cl2在相同状况下的体积比为1：2．
    （5）以上两个反应都用到MnO2，其作用分别是催化剂、氧化剂．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    11．把18.0mol•L-1的浓硫酸稀释成2.00mol•L-1的稀硫酸100mL，实验操作如下，请排出正确的操作顺序，并填写有关的空格：
    A  将配好的稀硫酸倒入试剂瓶中，贴好标签；
    B  盖好容量瓶塞，反复颠倒摇匀；
    C  改用胶头滴管逐滴加蒸馏水，至凹液面与刻度线相切
    D  将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入盛有少量盛水的烧杯中；
    E  用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，并将洗涤液也全部转移到容量瓶中；
    F  将已冷却至室温的硫酸溶液沿玻璃棒注入100mL容量瓶；
    G  用量筒量取11.1mL的18.0mol•L-1的浓硫酸；
    H  继续向容量瓶中加蒸馏水，直到液面接近刻度线1～2cm处；
    则正确操作顺序为GDFEHCBA（用字母表示）

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