铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵
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铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示;
请回答下列问题: (1)固体a的化学式为 ,Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为 。 (2)由Ⅴ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) 、冷却结晶、过滤洗涤。 (3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm-1 L(保留一位小数)。 (4)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,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为 。 |
答案
(1)SiO2 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓ (2)Al2O3+4H2SO4+2NH3=2NH4Al(SO4)2+3H2O 蒸发浓缩 (3)575.4 (4)3∶10 |
解析
(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸,SiO2不溶于盐酸,所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液,在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。 (2)Al(OH)3分解生成Al2O3,Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。 (3)m(Al2O3)=1 000 kg×36%=360 kg,m(H2SO4)=kg=1 037.6 kg,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm-3)为=575.4×103 mL=575.4 L。 (4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量都是1 mol,则 Al3+共3 mol,SO42-共5 mol,根据铝原子和SO42-守恒原理可得,加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为∶5=3∶10。 |
举一反三
钼是一种过渡金属元素,通常用作合金及不锈钢的添加剂,这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性,还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。
(1)写出反应①的化学方程式: 。 (2)反应①的尾气可以再利用,写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂 。 (3)如果在实验室模拟操作1和操作2,则需要使用的主要玻璃仪器有 。 (4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼,三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠;三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为 。 (5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2+CH42CO+2H2,CH4+H2OCO+3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应,甲烷转化率为90%,用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼,理论上能生产钼的质量为 。 |
用NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法中正确的是( )A.84gNaHCO3晶体中含有NA个CO32- | B.9.2gNO2和N2O4的混合气体中含有的氮原子数为0.2NA | C.标准状况下,11.2L臭氧中含NA个氧原子 | D.78gNa2O2与足量的CO2反应,电子转移个数为2NA |
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在下列条件下,两瓶气体所含的原子数一定相等的是( )A.具有同压强、同体积的N2O和CO2 | B.具有同温度、同体积的CO和N2 | C.具有同体积、同密度的SO2和NO2 | D.具有同质量、不同密度的O2和O3 |
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元素A的单质能与H2化合生成HxA,在标准状况下8.5gHxA气体的体积是5.6L。含5.1g的HxA的溶液与200ml0.75mol/l的CuCl2溶液正好发生复分解反应,并生成黑色沉淀和一种强酸,则: (1)A 元素的相对原子质量 ,若A 的质子数等于中子数,则A是 元素(填名称)。 (2)A的最高价氧化物是 (填化学式)。这一氧化物在室温下呈 态,将其熔化需要克服 。 (3)HxA与CuCl2溶液反应的离子方程式 。 (4)A的单质在常温下是固体,在常温常压下0.25mol该单质完全燃烧放出QkJ的热量。写出该反应的热化学方程式: 。 |
NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是A.1L浓度为0.1 mol / L AlCl3溶液中含有的离子数是0.4NA | B.3.9gNa2O2吸收足量的CO2时转移的电子数是0.05NA | C.标准状况下,3.2g铜与足量的浓硝酸反应生成的气体含有的分子数是0.1NA | D.标准状况下,1.12L的SO3所含的原子数是0.2 NA |
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