【题目】铝在生活中具有广泛用途。现从含铝废料(含有A12O3的质量分数为51%,其余为NiO、SiO2、Fe3O4)中制取金属铝的流程如下:
回答下列问题:
(1)工艺过程中常把废料研细,其目的是_________________________________。
(2)步骤I中得到的滤渣的主要成分是___________(填化学式)。步骤V的反应类型是______________________。
(3)步骤Ⅱ中加入稀双氧水的目的是______________________。
(4)步骤Ⅲ产生NiCO3的离子方程式是___________。步骤Ⅳ产生沉淀的离子方程式是______________________。
(5)工业中常用惰性电极熔融电解法制备金属铝,其阴极反应式为___________。
(6)若用a吨该含铝废料通过上述流程,理论上可以生产铝___________吨
【答案】增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分,提高原料转化率 SiO2 分解 将Fe2+氧化为Fe3+ Ni2++ CO32—= NiCO3↓ 2Al3+ + 3CO32-+3H2O= 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ Al3++3e—=Al 0.27a
【解析】
由实验流程可知,铝废料中加入加硫酸, Al2O3转化为Al3+,Fe3O4转化为Fe2+、Fe3+,NiO转化为Ni2+,只有SiO2不反应,则过滤得到的滤渣I为SiO2;向滤液中加入过氧化氢,过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应,使Fe2+转化为Fe3+,加入碳酸钠溶液调节溶液pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀、Ni2+转化为NiCO3沉淀;过滤,向滤液中继续加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液和硫酸铝溶液发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和硫酸铵;Al(OH)3沉淀灼烧分解得到氧化铝;一定条件下电解熔融氧化铝得到Al。
(1)工艺过程中常把废料研细,可以增大废料的表面积,增大与硫酸的接触面积,加快反应速率,使反应更充分,故答案为:增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分,提高原料转化率;
(2)步骤I中加入硫酸,Al2O3、Fe3O4、NiO与硫酸反应,只有SiO2不反应,则过滤得到的滤渣I为SiO2;步骤V为Al(OH)3沉淀灼烧分解得到氧化铝,故答案为:SiO2;分解;
(3)步骤Ⅱ中加入稀双氧水,双氧水与亚铁离子发生氧化还原反应,使Fe2+转化为Fe3+,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;
(4)步骤Ⅲ,加入碳酸钠溶液调节溶液pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀、Ni2+转化为NiCO3沉淀,产生NiCO3的离子方程式为:Ni2++ CO32—= NiCO3↓;步骤Ⅳ向滤液中继续加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液和硫酸铝溶液发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和硫酸铵,反应的离子方程式为2Al3+ + 3CO32-+3H2O= 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑,故答案为:Ni2++ CO32—= NiCO3↓;2Al3+ + 3CO32-+3H2O= 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑;
(5)工业上用惰性电极电解熔融氧化铝制备金属铝,阴极上铝离子放电生成金属铝,电极反应式为Al3++3e—=Al,故答案为:Al3++3e—=Al;
(6)由Al原子个数守恒可得:A12O3~2Al,则a吨该含铝废料理论上可以生产铝的质量为=0.27ag,故答案为:0.27a。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】I.二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,工业上以CO和H2为原料生产二甲醚。已知:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-99kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=-41 kJ/mol
(1)反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=___________。
(2)某温度下,将4.0molH2和4.0molCO充入容积为1L的密闭容器中,发生反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),5min时CO2的物质的量浓度为0.5mo1/L,10min后反应达到平衡状态,测得二甲醚的体积分数为25%。
①5min时CO的转化率=___________;
②该温度下此反应的平衡常数K=___________;
③下列措施能提高 CH3OCH3平衡产率的有___________(填标号)。
A.分离出 CH3OCH3 B.升高温度 C.增大压强 D.改用高效催化剂
Ⅱ.液氨是一种良好的储氢物质
已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H=+92.4 kJ/mol
其他条件相同时,反应在不同金属催化剂作用下进行相同时间后,氨的转化率[a(NH3)]随反应温度的变化情况如图所示。
(1)用___________作催化剂时,氨气分解反应的活化能最大。
(2)a点所代表的状态___________(填“是”或“不是”)平衡状态。
(3)c点时NH3的转化率高于b点时NH3的转化率,原因是______________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】NaC1O3可用于制取二氧化氯、亚氯酸钠及高氯酸盐等。以原盐(主要成分为NaC1)为原料制备氯酸钠的工艺流程如下:
已知:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。
回答下列问题:
(1)“粗制盐水”中加入NaOH和Na2CO3的目的是___________________。
(2)过滤时,使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____________。
(3)在pH:6.4~6.8,温度:40~50℃的条件下电解,理论上最终产物只有NaC1O3。电解时阳极的产物为C12,溶液中发生的反应有C12+H2O====HC1O+H++C1-,HC1OH++C1O-和__________。
(4)电解槽中温度不宜过高,其原因是_________________________。加入的Na2Cr2O7可以调节电解液酸度,若酸度过大,则电解液中主要存在__________(填“Cr2O72-”或“CrO42-”)。
(5)为检测电解后盐水中NaC1O3的物质的量浓度进行下列实验:
I.准确吸取10.00mL电解后的盐水,加入适量的3%H2O2溶液充分搅拌并煮沸。
Ⅱ.准确吸取0.10mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液25.00 mL于300mL锥形瓶中,加入足量稀硫酸。
III.将I的溶液加入Ⅱ的锥形瓶中,隔绝空气煮沸10min,加热充分反应。冷却至室温后,加入10mL0.4mol·L-1MnSO4溶液、5mL 85%磷酸溶液,用c mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定剩余的Fe2+至溶液变为微红色,即滴定终点,此时消耗高锰酸钾V mL。
①步骤I中加入H2O2溶液的作用是______________________。
②步骤Ⅱ中C1O3-被Fe2+还原为C1-的离子方程式为________________________。
③该盐水中NaC1O3的物质的量浓度为________mol·L-1。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是初中化学中常见的物质,四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应四个反应类型的说法正确的是
A. 复分解反应、复分解反应、化合反应、置换反应
B. 中和反应、置换反应、复分解反应、置换反应
C. 复分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应
D. 分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是
A.乙酸、葡萄糖都可用通式Cn(H2O)m表示其组成,所以乙酸也属于糖类
B.凡是能溶于水且具有甜味的化合物都属于糖类
C.蔗糖能发生银镜反应
D.葡萄糖分子中含有醛基,它具有还原性
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为使桥体更牢固,港珠澳大桥采用高性能绳索吊起,该绳索是超高分子量的聚乙烯材料,同时也使用了另一种叫芳纶(分子结构下图所示)的高性能材料,以下对这两种材料的说法错误的是
A. 芳纶是一种混合物
B. 聚乙烯能使溴水褪色
C. 聚乙烯和芳纶的废弃物在自然环境中降解速率慢,会造成环境压力
D. 合成芳纶的反应方程式为:
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室需要制备纯净的氯化钾。现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品,按照下图所示的实验方案进行提纯。
(1)KCl中K+检验时,透过蓝色钴玻璃观察焰色为:___________。
(2) 若用硝酸钡来代替氯化钡,请判断是否可行:______(填“是”或“否”),并说明理由:________。
(3)在过滤后的滤液中通入过量氯气即可将滤液中的KBr杂质除去,发生的反应为:2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2,如果按是否有元素的化合价发生了变化来分类,该反应属于_______________反应。
(4) 某同学认为该实验方案中加适量氯化钡溶液不容易控制,应加入过量氯化钡溶液,他的思路如下。请写出沉淀A的化学式:A:_________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】甲烷中混有乙烯,欲除去乙烯得到纯净的甲烷,可依次通过盛有下列哪一组试剂的洗气瓶( )
A.澄清石灰水、浓H2SO4
B.酸性KMnO4溶液、浓H2SO4
C.溴水、浓H2SO4
D.浓H2SO4、NaOH溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用Na2CO3·10H2O晶体,配制0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液480 mL。
(1)应称取Na2CO3·10H2O晶体的质量:____________。定容时,向容量瓶中加水,至1~2cm时,改用_________加水至刻度,加盖摇匀;
(2)根据下列操作对所配溶液的浓度产生的影响,完成下列要求:
①Na2CO3·10H2O晶体失去了部分结晶水 ②用“左码右物”的称量方法称量晶体(使用游码) ③碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠 ④称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈 ⑤容量瓶未经干燥使用。 其中引起所配溶液浓度偏高的有______________(填序号,下同),偏低的有______________,无影响的有_______________________________。
(3)下列操作中,容量瓶所不具备的功能有________________。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液 B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体 D.准确稀释某一浓度的溶液
E.用来加热溶解固体溶质
(4)某同学改用固体Na2CO3配制上述Na2CO3溶液的过程如图所示:
你认为该同学的错误步骤有_________________。
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
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