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【化学——选修2:化学与技术】(15分)
无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(A12O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。

(1)氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为               
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为         
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是           
(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取16.25 g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32 g。
①写出除杂过程中涉及的离子方程式                                 
②AlCl3产品的纯度为         
(5)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3,实现这一步的方法是                                     
(6)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),工业上要测定碳元素的质量分数,第一步是在足量的空气中煅烧,生成有磁性的固体,该反应的化学方程式是                   。

(1)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO(2分)
(2)SO32+Cl2+H2O=SO42+2Cl+2H(2分)
(3)除去FeCl3(2分)
(4)①Fe3+3OH=Fe(OH)3↓(2分) Al3+4OH=AlO2+2H2O(2分)②96%(2分)
(5)在HCl气流中加热脱结晶水(2分)
(6)Fe3C+3O2Fe3O4+CO2(1分)

解析试题分析:⑴在氯化炉中发生的反应物有Al2O3、Cl2、C,生成物有AlCl3、CO(在冷却器中逸出),根据氧化还原反应的配平方法将其配平,并写出反应条件(950℃);
⑵书写Na2SO3溶液与Cl2反应的离子方程式时,先根据得失电子守恒有SO32+Cl2――SO42+2Cl,再根据电荷守恒有SO32+Cl2――SO42+2Cl+2H,最后根据原子守恒得SO32+Cl2+H2O=SO42+2Cl+2H
⑶由于升华器中含有AlCl3和FeCl3(杂质),加入少量Al,可与FeCl3反应将其除去。
⑷在含有FeCl3杂质的AlCl3产品中加入过量的NaOH溶液所发生的离子方程式有①Fe3+3OH=Fe(OH)3↓,Al3+4OH=AlO2+2H2O;沉淀物[Fe(OH)3]经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体(Fe2O3)质量为0.32 g,据原子守恒可计算AlCl3产品的纯度:
⑸为了抑制AlCl3的水解,必须在在HCl气流中加热AlCl3·6H2O,使其脱结晶水(否则会生成Al(OH)3或Al2O3)。
⑹据题意该反应的生成物有Fe3C、O2(空气),生成物有Fe3O4(磁性的固体)、CO2,根据氧化还原反应的配平方法将其配平,并标出反应条件(高温)。
考点:本题考查氧化还原反应方程式和离子方程式的书写、盐类的水解、根据化学反应方程式的化学计算(原子守恒)等。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

在某无色透明的酸性溶液中,能大量共存的离子组是

A.Na+ 、K+、SO42-、HCO3- B.Na、Ba2、NO3-、SO42-
C.Na+、 K+、Cl-、 NO3-  D.Fe3+、K+、SO42-、OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(10分)甲是一种盐,由A、B、C、D、E五种短周期元素元素组成。甲溶于水后可电离出三种离子,其中含有由A、B形成的10电子阳离子。A元素原子核内质子数比E的少1,D、E处于同主族。用甲进行如下实验:
①取少量甲的晶体溶于蒸馏水配成溶液;
②取少量甲溶液于试管中,向其中加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。
③取少量甲溶液于试管中逐滴滴入NaOH溶液,生成沉淀的质量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示;

④取少量甲溶液于试管中,加入过量NaOH溶液并加热;
回答下列问题:
(1) D在周期表中的位置             写出化合物AB3的电子式                   
(2)经测定甲晶体的摩尔质量为453 g/mol,其中阳离子和阴离子物质的量之比1:1,且1 mol 甲晶体中含有12 mol结晶水。则甲晶体的化学式为                       
(3)实验③中根据图像得V(Oa):V(ab):V(bc)=                
(4)实验④中离子方程式是                                                 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)工业上可用软锰矿浆(主要成分为MnO2)吸收硫酸厂废气SO2,并制备MnSO4.H2O晶体,其工艺流程如下:

已知:①浸出液的pH<2,且阳离子主要是Mn2,以及少量Fe2、Al3等。
②几种离子沉淀时数据信息如下:

请回答下列问题:
(1)浸出液pH <2的原因可能是_________________________________________。
(2)加入MnO2,氧化时溶液中反应的离子方程式为________________________ ,若流程中取消“加入MnO2”,对上述流程的影响是________________________________________。
(3)试剂X________(填“能”或“不能”)选用氢氧化锰,试说明理由:____________
______________________________________________________________________________。
(4)滤渣的主要成分是________,利用滤渣能提取铁红,其原理是______________________
______________________________________________________________________________。
(5)从滤液中提取MnSO4.H2O晶体的操作是____________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

研究人员研制利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收硫酸厂的尾气SO2,制备硫酸锰的生产流程如下:

已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2,还含有少量的Fe2、Al3、Ca2、Pb2等其他金属离子。PbO2的氧化性大于MnO2。PbSO4是一种微溶物质。有关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。

离子
 
离子半径(pm)
 
开始沉淀
时的pH
 
完全沉淀
时的pH
 
Fe2
 
74
 
7.6
 
9.7
 
Fe3
 
64
 
2.7
 
3.7
 
Al3
 
50
 
3.8
 
4.7
 
Mn2
 
80
 
8.3
 
9.8
 
Pb2
 
121
 
8.0
 
8.8
 
Ca2
 
99
 

 

 
 

请回答下列问题:
(1)写出浸出过程中生成Mn2+反应的化学方程式                            
(2)氧化过程中主要反应的离子方程式                                 
(3)在氧化后的液体中加入石灰浆,用于调节pH值,此处调节pH值用到的仪器是       ,应调节pH的范围为                     
(4)阳离子吸附剂可用于除去杂质金属离子。请依据图、表信息回答,决定阳离子吸附剂吸附效果的因素有                                  等;吸附步骤除去的主要离子为:               
(5)CaSO4是一种微溶物质,已知Ksp(CaSO4)=9.10×10—6。现将c mol·L—1CaCl2溶液与2.00×10—2 mol·L—1Na2SO4溶液等体积混合(忽略体积的变化),则生成沉淀时,c的最小值是    

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

常见的五种盐A、B、C、D、E,它们的阳离子可能是Na、Cu2、Ba2、Al3、Ag、Fe3,阴离子可能是Cl,已知:
①五种盐均溶于水,水溶液均为无色。
②D的焰色反应呈黄色。
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性,D的溶液呈碱性。
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀。
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中沉淀消失。
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。
请回答下列问题:
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是           ;所含阴离子相同的两种盐的化学式是                 
(2)D的化学式为                 ,D溶液显碱性的原因是                (用离子方程式表示)。
(3)A和C的溶液反应的离子方程式是                           
E和氨水反应的离子方程式是                                  
(4)若要检验B中所含的阳离子,正确的实验方法是               

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。

回答下列问题:
(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
①该电池中,负极材料主要是________,电解质的主要成分是______,正极发生的主要反应是________。
②与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是_______。
(2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属)。

①图(b)中产物的化学式分别为A_______,B________。
②操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为_______。
③采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是         。(填化学式)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

NH4Al(SO42是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品,工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3)来生产铵明矾NH4Al(SO42?12H2O,其工艺流程图如下

(1)流程图中X的电子式              , Y为            (填化学式)溶液
(2)反应Ⅱ的离子方程式为                                    
(3)流程中可以循环使用的物质的名称是                         
(4)反应Ⅵ的化学方程式为                                          
(5)对铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温分解的气体产物的预测不合理的是        
A.NH3、N2、SO2、H2O      B.NH3、SO3、H2O
C.NH3、SO2、H2O          D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O
(6)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1,则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为____。
(7)向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,不可能发生的反应是
A.4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2=2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2 (SO4)3+2Al(OH)3
B.2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2=(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2
C.2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2=(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3
D.NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2=NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是
Cr3,其次是Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。

氢氧化物
Fe(OH)3
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
11.1
8
9(>9溶液)
部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施为________________(至少写一条)。
(2)调pH=8是为了除去________(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2,下同)。
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn+nNaR―→MRn+nNa,被交换的杂质离子是________。
(4)试配平反应方程式:


生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为________。

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