(16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综

(16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综

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(16分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下:

(注:SiCl4的沸点是57.6ºC,金属氯化物的沸点均高于150ºC)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2,主要目的是                      
(2)高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为                      。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为                      
(3)步骤①为:搅拌、       。所得溶液IV中阴离子有                      
(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为                      。100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg                      
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成下图防腐示意图,并作相应标注。

答案
(1)排除空气,减少C的损失;
(2)SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O;
(3)过滤;Cl-、OH-、AlO2
(4)CH3COOCH2CH3+AlO2+ 2H2O  Al(OH)3↓+CH3COO-+ CH3 CH2OH;78
(5)
解析

试题分析:(1)石墨的化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入N2目的是作保护气,排除空气中的氧气,减少C的损失;
(2)高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。根据杂质的含量,气体I中的氯化物主要SiCl4、AlCl3、FeCl3;SiCl4的沸点是57.6ºC,所以气体II为SiCl4,与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氯化钠,化学方程式为SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O;
(3)金属氯化物的沸点均高于150ºC,所以固体III中存在氯化铝、氯化铁、氯化镁,其中氯化铁、氯化镁与过量氢氧化钠溶液反应生成沉淀,而氯化铝与过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,所以搅拌后过滤,所得溶液IV中阴离子有Cl-、OH-、AlO2
(4)偏铝酸钠发生水解反应,加入乙酸乙酯的目的是除去过量的氢氧化钠且加热条件下水解平衡一直正向移动,生成沉淀氢氧化铝,总离子方程式为
CH3COOCH2CH3+AlO2+ 2H2O       Al(OH)3↓+CH3COO-+ CH3 CH2OH;1000kg石墨中含有Al2O351kg,根据元素守恒,可得到Al(OH)3的质量是78kg。
(5)铜的化学性质比石墨活泼,所以应用外加电流的阴极保护法保护铜,所以石墨作阳极,铜作阴极。在图中注明电源的正负极,石墨与正极相连,铜与负极相连。

举一反三
下列离子方程式错误的是
A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2+2OH+2H+ SO42 =BaS04↓+2H2O
B.酸性介质中KMnO4氧化 H2O2:2MnO4+5H2O2+6H = 2Mn2+5O2↑+ 8H2O
C.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和 HC1 溶液混合:Mg2+2OH= Mg(OH)2
D.铅酸蓄电池充电时的正极反应:PbSO4+ 2H2O-2e- = PbO2+4H+SO42

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能正确表示下列反应的离子方程式是
A.Cl2通入NaOH溶液:Cl2+OH=Cl+ClO+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀HCl:CO32+2H=CO2↑+H2O
C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3+4NH3·H2O=AlO2+4NH4+2H2O
D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO↑+4H2O

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下列解释实验事实的方程式正确的是
A.Al2(SO4)3溶液滴加氨水产生白色胶状沉淀: Al3+3OH= Al(OH)3
B.90 ℃时,测得纯水中c(H)·c(OH) =3.8×10—13: H2O(l)H(aq)+OH(aq)H<0
C.FeCl3溶液中通入SO2,溶液黄色褪去:2Fe3+SO2 +2H2O = 2Fe2+SO42+ 4H
D.碳酸钠溶液滴入酚酞变红:CO32+ 2H2O H2CO3+2OH

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下列反应的离子方程式正确的是
A.在硫化钠溶液中加入足量稀硝酸: S2+ 2H+ = H2S↑
B.往氯化铁溶液中通入硫化氢气体: 2Fe3++ S2= 2Fe2++ S↓
C.用惰性电极电解饱和食盐水:2Cl+2H2O通电2OH+ H2↑ + Cl2
D.乙醛的银镜反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COO+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O

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中共十八大报告提出:“大力推进生态文明建设”。
① 燃煤是增加大气PM2.5数值,形成雾霾天气的罪魁祸首之一。煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径,写出灼热的焦炭与水蒸气反应的化学方程式     
② 餐饮业产生的“地沟油”的主要成分是油脂。综合利用“地沟油”的一种方法是将“地沟油”中的油脂水解以获取高级脂肪酸和      (填名称)。将废弃塑料进行    处理,可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
③ 防治重金属污染是2013年全国环保工作的重点。向含有Hg2+的废水中加入Na2S,可以使Hg2+转变成沉淀,离子反应方程式为    
④ 我国生活垃圾一般可分为以下四大类:可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。以下物质属于可回收垃圾的是    (填字母)。
a. 废报纸  b. 废铝制易拉罐  c. 过期药品  d. 渣土
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