明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2

明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2

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明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO42·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO42·12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是________。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是________。

(3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是________。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是________。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ/mol;
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44 kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ/mol。
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是________。焙烧948 t明矾(M=474 g/mol),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸________t。
答案
(1)S(硫) (2)蒸发结晶 (3)4
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2
(5)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l) ΔH=-130 kJ/mol 432
解析
结合流程图,根据物质的溶解性去分析解决问题。(1)根据焙烧明矾的化学方程式中各元素的化合价可知,明矾中部分硫元素的化合价降低,而硫单质在反应中元素的化合价升高,故还原剂为单质硫。(2)从滤液中得到晶体的方法为蒸发结晶。(3)由图中的晶体结构可以看出每个Al原子的周围距离相等且最近的N原子有4个,故其配位数为4。(4)放电时Al作负极,失电子被氧化,NiO(OH)在正极得电子,反应的方程式为Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2。(5)给题中的三个热化学方程式分别编号为①、②、③,根据盖斯定律由(③-①)-②可得到目标热化学方程式;设可生成硫酸的质量为x吨,据题意列式得到××96%=,故x=432。
点拨:知识:氧化还原反应、实验基本操作、原子配位数、原电池电池反应方程式、热化学方程式。能力:考查考生框图推断能力、读图识图分析图像能力、知识应用能力。试题难度:较大。
举一反三
下列各表述与示意图图中一致的是 (  )
A.图②表示25℃时,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH
随加入酸体积的变化
B.图①中使用的NaOH的浓度一定为2 mol/L
C.图①表示向含Mg2、Al3、NH4的盐溶液中滴加NaOH溶液时,沉淀的量与NaOH的体积的关系图。则三种离子的物质的量之比为:n(Mg2)∶n(Al3):n( NH4)=2∶3∶2
D.图③中曲线表示3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应过程能量变化,若使用催化剂,B点会升高

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用如图所示的装置进行实验,回答下列问题:

(1)写出该反应的化学方程式:_____________________,
在该反应中________是氧化剂,________是还原剂,该反应称为________反应。
(2)选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上):____________。
①镁条剧烈燃烧;②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射;③纸漏斗的下部被烧穿;④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体。
(3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔:________________;蒸发皿盛沙:______________;镁条、氯酸钾______________。
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黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫和铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为: 8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是________(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________(填代号)。
a.高空排放
b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d.用浓硫酸吸收
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3
根据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3的离子方程式是______________________。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为______________________。
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下列从海水中提取镁正确的方法是(  )
(提示:熔点:MgO 2 850℃ MgCl2 714℃)
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液→MgCl2晶体Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液→MgCl2晶体Mg

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海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照以下步骤进行:
①把贝壳制成石灰乳
②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物
③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物
④将所得的产物熔融后电解。
关于提取镁,下列说法不正确的是(  )
A.此法的优点之一是原料来源丰富
B.进行①、②、③步操作的目的是从海水中提取氯化镁
C.第④步电解时会产生氯气
D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应和置换反应

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