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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...

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铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示;

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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11则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为       

 

(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。  
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MnO2是一种重要的无机功能材料粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验其流程如下:

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(1)第步加稀H2SO4粗MnO2样品中的        (写化学式)转化为可溶性物质。

(2)第步反应的离子方程式是满分5 manfen5.com        满分5 manfen5.comClO3满分5 manfen5.com        =满分5 manfen5.comMnO2满分5 manfen5.comCl2满分5 manfen5.com     

(3)第步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、                        已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH则一定还含有        (写化学式)。

(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g步反应后经过滤得到8.7 g MnO2并收集到0.224 L CO2(标准状况下)则在第步反应中至少需要        mol NaClO3

 

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四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

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回答下列问题:

(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:

2Fe3+Fe=3Fe2

2TiO2(无色)+Fe+4H=2Ti3(紫色)+Fe2+2H2O

Ti3(紫色)+Fe3+H2O=TiO2(无色)+Fe2+2H

加入铁屑的作用是                                                

(2)在工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶该溶胶的分散质颗粒直径大小在        范围。

(3)若把中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3质,还可制得钛白粉。已知25 ,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39该温度下反应Fe(OH)3+3HFe3+3H2O的平衡常数K       

(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)  ΔH=+140 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1

写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:                                                                

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念该工艺流程中存在的不足之处是        (只要求写出一项)。

(6)依据下表信息要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4可采用        方法。

 

TiCl4

SiCl4

熔点/

-25.0

-68.8

沸点/

136.4

57.6

 

 

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NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(   )

A.42 g C3H6中含有的共用电子对数目为8 NA

B.电解饱和食盐水时,当0.1 mol NaCl反应时转移的电子数为0.1 NA

C常温常压下,22.4 L N2和O2的混合气体中含有的分子数目为NA

D.1 L 0.01 mol·L-1 KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数目为0.02 NA

 

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NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是  (  )。

A.25 ℃,1 L pH=1的稀硫酸中含有的H数为0.1 NA

B.标准状况下,224 mL水含有的电子数为0.1 NA

C.常温常压下,0.56 L甲烷中含有的共价健数为0.1 NA

D.0.15 mol NO2与水完全反应时转移的电子数为0.15 mol NA

 

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NA为阿伏加德罗常的值。下列叙述正确的是(  )。

A.0.05 mol熔融的NaHSO4中含有的阳离子数为0.10 NA

B.25 ℃,pH=12的1 L氨水中含有的OH数为0.01 NA

C.11.2 L乙烯、乙炔的混合气体中含有的碳原子数为NA

D.5.6 g Fe与足量盐酸完全反应转移的电子数为0.3 NA

 

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