(14分)明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有杂质Fe2O3。利用明矾石来制取纯净的Al2O3、K2FeO4和H2S
题型:不详难度:来源:
(14分)明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有杂质Fe2O3。利用明矾石来制取纯净的Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程如图所示。
请回答下列问题: (1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)2Al2O3+6SO2↑+3O2↑,若生成102gAl2O3,转移的电子数目为 . (2)生成沉淀I的离子方程式为 ,沉淀II的化学式为 。 (3)溶液经加硫酸调节pH后,过滤,洗涤,可得沉淀I,证明沉淀I已洗涤干净的实验操作和现象是 。 (4)写出Cl2将沉淀Ⅱ氧化为K2FeO4的化学方程式: 。 (5)从滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。 (6) K2FeO4也可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的 阳极反应式: . |
答案
(每空2分,共14分) (1)3.612×1024或6NA (2)AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Fe(OH)3 (3)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若无色白色沉淀生成,则已洗干净。 (4)2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O (5)蒸发结晶 (6)Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O |
解析
试题分析:(1)102gAl2O3的物质的量是1mol,即生成1molAl2O3时也生成3mol的二氧化硫,硫酸根离子中S元素的化合价为+6价,二氧化硫中的S元素的化合价为+4价,所以生成3mol的二氧化硫转移电子的物质的量是6mol,即3.612×1024或6NA; (2)沉淀I是氢氧化铝沉淀,明矾石经过脱水、焙烧、与氢氧化钾溶液反应后得到的溶液中含有偏铝酸根离子,加入硫酸生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ 沉淀II与氯气、氢氧化钾溶液反应生成高铁酸钾,所以沉淀II的化学式为 Fe(OH)3; (3)氢氧化铝是偏铝酸钾溶液与硫酸溶液反应的产物,所以氢氧化铝沉淀中可能含有硫酸根离子,证明沉淀是否洗涤干净即证明洗涤液中是否含有硫酸根离子,证明方法是取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若无色白色沉淀生成,则已洗干净。 (4)沉淀II与氯气、氢氧化钾溶液反应生成高铁酸钾,铁元素化合价升高,氯元素的化合价降低成为氯离子,化学方程式为2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O; (5)从硫酸钾溶液中得到硫酸钾晶体的方法是蒸发结晶 (6)以铁为电极,电解浓的KOH溶液来制取K2FeO4,阳极发生氧化反应,K2FeO4中铁元素的化合价为+6价,所以铁失6个电子与氢氧根离子结合生成FeO42-,电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O。 |
举一反三
对于某酸性溶液(可能含有Br –、SO42 –、H2SO3、NH4+),分别进行如下实验: ①加热时放出的气体可使品红溶液褪色;②加入碱溶液使溶液呈碱性,再加热时放出的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝;③加入氯水时,溶液略呈橙红色,再加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。对于下列物质不能确定其在原溶液中是否存在的是 A.Br – | B.SO42– | C.H2SO3 | D.NH4+ |
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将pH=1的稀硫酸慢慢加入—定量的BaCl2的溶液中,恰好使Ba2+沉淀完全,此时溶液的体积为100 mL(混合时溶液体积的变化忽略不计),且混合溶液的pH=2,则原BaCl2溶液中Cl-的浓度约为A.0.011 mol/L | B.0.22 mol/L | C.0.022 mol/L | D.0.11 mol/L |
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炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]+,其电离出的CN—有毒,CN-与H+结合生成HCN时,其毒性更强。回答下列问题: (1)HCN的电离方程式为______________________NaCN溶液的pH_____7(填“< > =”) (2)与弱电解质的电离方程式相似,[Au(CN)2]+也存在着两步电离,其一级电离方程式为_________ (3)处理这种废水是在碱性条件下,NaClO将CN—氧化为碳酸根和氮气,其离子方程式为:__________ (4)在酸性条件下,ClO—也能氧化CN--,但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的原因是_______________ |
某无色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、[Al(OH)4]--、 MnO4—、CO32-- 、SO42—中的若干种离子组合,取溶液进行如下连续试验:(填化学用语)
(1)气体A的成分是:_________________,气体B的成分是_____________ (2)X溶液中一定存在的离子是:____________________________ (3)写出步骤①发生反应的所有离子反应方程式:_________________________ (4)写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式:______________________ (5)写出白色沉淀乙的可能组成:____________________________ |
(15分)实验探究是学习化学的一个重要方法,某实验小组的同学利用下列装置完成一些常见气体制备以及相关物质性质探究(夹持装置及连接橡胶管已省略,其中装置E有多个供使用)。
可供选择的液体试剂及固体药品:
液体试剂
| 固体药品
| 稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、NaOH溶液、浓氨水、5%H2O2溶液、浓盐酸、饱和食盐水
| CaCO3、CaO、MnO2、KMnO4、CaC2、 碱石灰、Cu、Zn、Na2S
| 请回答下列问题: (1)装置B中a仪器的名称 。 (2)可由A装置制取相对分子质量小于32的气体有 (任意写2种)。 (3)已知氨气和氯气在常温下可以发生氧化还原反应,A、B分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气的反应装置,则仪器的连接顺序是A→ →C← ← ←B。写出装置B(无需加热)中反应的离子方程式 。 (4)完成上述实验需选用仪器D和E,D中选用( )、E中选用( )(填写序号) A.无水氯化钙 B.饱和碳酸氢钠溶液 C.饱和食盐水 D.五氧化二磷 E.碱石灰 F.浓硫酸 (5)C内出现大量白烟,另一种生成物常用作食品包装袋内的保护气,请写出反应的化学方程式 。 (6)请你利用所学化学知识设计一个实验方案检验白烟物质中的离子 |
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