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铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质...

铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________

(2)过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH_________ (增大”、“不变减小”)。

(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________

(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为_____________________,阴极产生的物质A的化学式为____________

(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_____________________

 

Al2O3+2OH−=2+H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 )4+2H2O−4e−=4+O2↑ H2 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 【解析】 以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加NaOH溶解时Fe2O3不反应,由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3,过滤II得到Al(OH)3,灼烧生成氧化铝,电解I为电解氧化铝生成Al和氧气,电解II为电解Na2CO3溶液,结合图可知,阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气,阴极上氢离子得到电子生成氢气。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为:Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O;(2)向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液,与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,碱性为OH->AlO2->CO32-,可知溶液的pH减小,NaHCO3中存在化学键有:离子键和共价键;(3)“电解I”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是石墨电极被阳极上产生的O2氧化。(4)由图可知,阳极反应为4CO32-+2H2O-4e-═4HCO3-+O2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,则阴极产生的物质A的化学式为H2。(5)铝粉在1000℃时可与N2 反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是NH4Cl分解产生的HCl 能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。
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高锰酸钾是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿主要成分为为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:

回答下列问题:

原料软锰矿与氢氧化钾按11的比例在烘炒锅中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 __________________________________________

平炉中发生的化学方程式为 _______________________________

平炉中需要加压,其目的是 _______________________________

转化为的生产有两种工艺:

歧化法是传统工艺,即在溶液中通入气体,使体系呈中性或弱酸性,发生歧化反应,反应中生成 __________________写化学式

电解法为现代工艺,即电解水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为______________________________________________

电解法歧化法中,的理论利用率之比为______

高锰酸钾纯度的测定:称取样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀。取浓度为标准溶液,加入稀硫酸酸化,用溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为,该样品的纯度为_____________列出计算式即可,已知

 

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都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿主要成分为,还含有少量MgO等杂质来制备,工艺流程如下:

回答下列问题:

酸浸实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为时,所采用的实验条件为______

酸浸后,钛主要以形式存在,写出相应反应的离子方程式______

沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:

 温度

 30

35 

40 

45 

 50

 转化率

 92

 95

 97

 93

 88

 

分析转化率最高的原因______

Ti的化合价为,其中过氧键的数目为______

滤液,加入双氧水和磷酸设溶液体积增加1,使恰好沉淀完全即溶液中,此时是否有沉淀生成?______列式计算分别为

写出高温煅烧中由制备的化学方程式______

 

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2.0L硫酸溶液中含有1.0mol H2SO4.试计算:

1)溶液中H2SO4的物质的量浓度;

2)向上述溶液中加入足量的铁粉,产生气体的体积(标准状况);

3)假设反应前后溶液体积不变,则所得溶液中Fe2+的物质的量浓度.

 

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为了探究铁与氯气的反应,某同学甲设计了如下的实验方案。其实验装置为:

其实验步骤为:

(1)用注射器吸取20 mL左右的氯气。

(2)在硬质玻璃管内加入一定量的细铁丝,一支试管内加入硫氰化钾溶液,另一支试管中加入氢氧化钠溶液。按图所示连接实验装置,并固定在铁架台上。经检验装置不漏气。

(3)加热硬质玻璃管内铁丝约1 min,然后把注射器中的氯气注入到硬质玻璃管内,观察实验现象。可观察到的主要现象是____________ ____________

(4)氢氧化钠溶液的作用是_____________

(5)某同学将一小块生锈的铁片完全溶于适量的盐酸,对所得溶液中是含有Fe2+还是含有Fe3+,同学们提出不同看法。有一位同学提出:可能只有Fe2+而无Fe3+。你认为他的猜想可能吗?_________ 。请自选药品设计实验验证他的猜想(写出操作、现象和结论)____________

 

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实验室需要 0.5mol/L的硫酸溶液500mL。根据溶液的配制情况回答下列问题。

(1)根据计算得知,需量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为________mL

(2)在如图所示仪器中,配制上述溶液肯定不需要的有_________(填序号)

A.    B.    C.    D.

(3)实验操作步骤为:

A.把制得的溶液小心地转移至容量瓶中。

B.量取所需浓硫酸 ,在烧杯中用适量的蒸馏水将它稀释并冷却至室温。

C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度12cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。

D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次,每次洗涤的液体都小心注入容量瓶,并轻轻振荡。

E.将容量瓶塞塞紧,充分摇匀。

操作步骤的正确顺序为_______(填序号)

(4)下列情况中,会使所配溶液浓度偏高的是_______(填序号)

A.量取所需浓硫酸某同学观察液面时仰视  

B.没有进行上述的操作步骤D

C.加蒸馏水时,不慎超过了刻度线        

D.容量瓶使用前内壁沾有水珠

E.用少量蒸馏水洗涤量取浓硫酸后的量筒,洗涤的液体注入容量瓶

 

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