【题目】工业上以铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)为原料制取铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)试剂I为___;试剂Ⅱ为___;滤渣a的化学式为___。
(2)证明铁元素已全部转化为滤渣b的实验方法是___。
(3)滤液Ⅱ中通入足量CO2进行酸化,从而得到固体c,若用盐酸进行酸化是否可以?___,请说明理由:___。
(4)由固体d制取铵明矾溶液的化学方程式为___,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩、冷却结晶、___。
(5)NH4Al(SO4)2溶液呈___(“酸性”、“碱性”或“中性”),原因是___(用离子方程式表示)。
(6)若NH4Al(SO4)2溶液、NH4HCO3溶液和NH4Cl溶液中的NH4+的物质的量浓度相等,则三种铵盐溶液的浓度从小到大的顺序为___。
【答案】盐酸(或稀硫酸等) NaOH溶液(或KOH溶液等) SiO2 取少量滤液Ⅱ于小试管中,向小试管中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,说明Fe3+已全部转化为红褐色滤渣b 不可以 通入足量CO2进行酸化的目的是使滤液Ⅱ中的AlO2-转化为Al(OH)3,而Al(OH)3能溶于盐酸,不易控制加入盐酸的量,故不能用盐酸进行酸化 Al2O3+4H2SO4+2NH3=2NH4Al(SO4)2+3H2O 过滤洗涤干燥 酸性 NH4++H2ONH3·H2O+H+,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ c[NH4Al(SO4)2]<c(NH4Cl)<c(NH4HCO3)
【解析】
根据铝土矿的成分,Al2O3为两性氧化物,Fe2O3属于碱性氧化物,SiO2属于酸性氧化物,SiO2不与盐酸或稀硫酸等酸反应,结合图中转化关系可知,红褐色滤渣b为Fe(OH)3,则试剂Ⅱ为NaOH溶液或KOH溶液等强碱溶液均可;进而推知滤渣a和试剂I。据此解答。
(1)由图中转化关系可知,红褐色滤渣b为Fe(OH)3,则试剂Ⅱ为NaOH溶液或KOH溶液等强碱溶液均可;进而推知滤渣a为SiO2,试剂I为盐酸或稀硫酸。答案为:盐酸(或稀硫酸等);NaOH溶液(或KOH溶液等);SiO2;
(2)可通过检验滤液Ⅱ中是否还含有Fe3+,来证明Fe3+是否已全部转化为Fe(OH)3,具体方法为:取少量滤液Ⅱ于小试管中,向小试管中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,说明Fe3+已全部转化为红褐色滤渣b。答案为:取少量滤液Ⅱ于小试管中,向小试管中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,说明Fe3+已全部转化为红褐色滤渣b;
(3)由上面的分析可知,滤液Ⅱ中含有AlO2-,通入足量CO2进行酸化,AlO2-可转化为Al(OH)3,CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,若改用盐酸进行酸化,反应过程中生成的Al(OH)3会溶于盐酸,不易控制加入盐酸的量,故不能用盐酸进行酸化。答案为:不可以;通入足量CO2进行酸化的目的是使滤液Ⅱ中的AlO2- 转化为Al(OH)3,而Al(OH)3能溶于盐酸,不易控制加入盐酸的量,故不能用盐酸进行酸化;
(4)根据流程图,固体c为Al(OH)3,固体d为Al2O3,固体d与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾,化学反应方程式为:Al2O3+4H2SO4+2NH3=2NH4Al(SO4)2+3H2O。从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案为:Al2O3+4H2SO4+2NH3=2NH4Al(SO4)2+3H2O;过滤、洗涤、干燥;
(5)NH4Al(SO4)2溶液呈酸性,因为NH4+和Al3+均能水解使溶液呈酸性,NH4++H2ONH3·H2O+H+,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。答案为:酸性;NH4++H2ONH3·H2O+H+,Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;
(6)NH4Al(SO4)2溶液中,Al3+水解产生的H+对NH4+的水解起抑制作用,使NH4+的水解程度减弱,溶液中NH4+的量较多,而NH4HCO3中,HCO3-的水解产生的OH-对NH4+的水解起促进作用,使NH4+的水解程度增大,溶液中NH4+的量较少,因此,若溶液中的NH4+的物质的量浓度相等,三种铵盐溶液的浓度从小到大的顺序为:c[NH4Al(SO4)2]<c(NH4Cl)<c(NH4HCO3)。答案为:c[NH4Al(SO4)2]<c(NH4Cl)<c(NH4HCO3)。
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【题目】图Ⅰ是NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)反应过程中能量变化的示意图。一定条件下,在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态。当改变其中一个条件X,Y随X的变化关系曲线如图Ⅱ所示。
下列有关说法正确的是
A. 一定条件下,向密闭容器中加入1 mol NO2(g)与1 mol CO(g)反应放出234 kJ热量
B. 若X表示CO的起始浓度,则Y表示的可能是NO2的转化率
C. 若X表示温度,则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
D. 若X表示反应时间,则Y表示的可能是混合气体的密度
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【题目】一种以肼(N2H4)为燃料的新型环保电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电极A的电势比电极B的低
B. 电极A的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O
C. 电极B发生氧化反应
D. 每消耗11.2L的O2,转移的电子数为2NA
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,若生成11.2LCl2,则生成H2分子的数目为0.5NA
B.28g分子式为CnH2n的链烃中含有的共用电子对数目为6NA
C.1mol晶体硅中含有的共价键数目为4NA
D.87gMnO2与100mL12mol·L-1的浓盐酸共热,转移电子数目为0.6NA
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【题目】实验室制取硝基苯的方法如图所示:
(1)写出该反应的反应方程式:______,
(2)该反应中,长导管的作用是______,实验中采用如图所示的加热方式是为了____
(3)实验完成后,将试管内的物质倒入水中______.
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【题目】用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A. 含0.1 mol Na2O2的晶体中阳离子与阴离子总数为0.4NA
B. 46 g NO2和N2O4的混合气体中含有的氧原子数为2NA
C. 1 mol Fe与一定量硝酸恰好完全反应时,转移电子数一定为3NA
D. 1 mol CH4与过量氯气发生取代反应,生成CH3Cl气体的体积约为22.4 L
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【题目】在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论正确的是( )
测定时刻/s | t1 | t2 | t3 | t4 |
c(A)/(mol/L) | 6 | 3 | 2 | 2 |
c(B)/(mol/L) | 5 | 3.5 | 3 | 3 |
c(C)/(mol/L) | 1 | 2.5 | 3 | 3 |
A.在t3时刻反应已经停止
B.A的转化率比B的转化率低
C.在容器中发生的反应为:2A+B2C
D.在t2~t3内A的平均反应速率为:[1/(t3-t2)]mol/(L·s)
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【题目】在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s) + 4CO(g) Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:
温度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常数 | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
下列说法不正确的是
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5
C.80℃达到平衡时,测得,则Ni(CO)4的平衡浓度为2mol/L
D.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol/L,则此时反应向正向进行。
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【题目】下列说法错误的是( )
A. 在NH和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
B. H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
C. SO2、SO3、BF3、NCl3都是极性分子
D. 向含有0.1 mol [Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1 mol AgCl
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