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明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有...

明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:

(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2,该反应的氧化剂是_______。若生成l molAl2O3,则转移的电子数为__________________

(2)熟料溶解时,反应的离子方程式为___________________________________________

(3)母液中溶质主要成分的化学式为_____________________________________________

(4)将标准状况下1.12L炉气通入100mL 05mol·L-1NaOH溶液中,得到一种酸性溶液,则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为____________________________

(5)检验废渣中主要成分的方法是_____________________________________________________(写出操作步骤、现象及结论)

 

Al2(SO4)3 3.612×1024 Al2O3+3H2O+2OH-=2[Al(OH)4]- K2SO4、Na2SO4 c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) 取少量废渣,加入适量稀H2SO4,溶解后滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明废渣中含有Fe2O3 【解析】 (1)根据方程式可知,反应中硫元素化合价由Al2(SO4)3中+6价降低为SO2中+4价,得到2个电子,发生还原反应,所以Al2(SO4)3是氧化剂。反应中硫元素化合价由0价升高为SO2中+4价,硫单质为还原剂,生成1molAl2O3需要硫的物质的量为1mol×=1.5mol,所以转移电子的物质的量为1.5mol×4=6mol,转移电子数目为6mol×6.02×1023mol-1=3.612×1024。 (2)氧化铝是两性氧化物,能溶于氢氧化钠溶液中,所以由工艺流程可知,熟料溶解为氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,反应离子方程式为Al2O3+3H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-。 (3)由工艺流程可知,熟料溶解所得的溶液中含有K+、Na+、SO42-、[Al(OH)4]-、OH-等,加硫酸调pH值,[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀而析出,母液中离子主要有K+、Na+、SO42-,因此含有溶质为K2SO4、Na2SO4。 (4)标准状况下1.12L二氧化硫的物质的量为1.12L÷22.4L/mol=0.05mol,n(NaOH)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol,即n(SO2): n(NaOH)=0.05mol:0.05mol=1:1,故反应后溶液中溶质为NaHSO3。溶液呈酸性,说明HSO3-的电离程度大于其水解程度,同时水电离生成氢离子,所以溶液中c(H+)>c(SO32-)。HSO3-电离程度不大,故c(HSO3-)>c(H+),溶液c(OH-)等于水电离生成,浓度很小,因此溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-)。 (5)由工艺流程可知,废渣的主要成分为Fe2O3,可以通过检验铁离子来检验氧化铁。即取少量废渣,加入适量盐酸溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液被红色,说明废渣中含有Fe2O3。  
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辉铜矿是一种重要的铜矿石,主要含有硫化亚铜(Cu2S),还有Fe2O3SiO2及一些不溶性杂质。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜晶体的工艺流程如下:

已知:部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)

离子

开始沉淀的pH

完全沉淀的pH

Fe3+

1.1

3.2

Mn2+

8.3

9.8

Cu2+

4.4

6.4

 

 

回答下列问题

1)浸取后得到的浸出液中含有CuSO4MnSO4。写出浸取时产生CuSO4MnSO4反应的化学方程式__________

2)调节pH的目的是___________pH的调节范围为___________

3)生成MnCO3沉淀的离子方程式为___________

4)操作A___________

5)由辉铜矿制取铜的反应过程可以表示为:

2Cu2Ss+3O2g═ 2Cu2Os+ 2SO2gH=768.2kJ/mol

2Cu2Os+ Cu2Ss═ 6Cus+ SO2gH=" +116.0" kJ/mol

则由Cu2SO2加热反应生成Cu的热化学方程式为___________

6)若用含85% Cu2SMr=160)的辉铜矿来制备无水CuNO32,假设浸取率为95%,调节pH时损Cu 3%,蒸氨过程中有5%未转化为CuO,其它过程中无损耗,则1.6 kg这样的辉铜矿最多能制备__________mol无水CuNO32(计算结果精确到小数点后1)

 

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2015216日李克强总理到东北调研经济情况,重点走访了钢铁厂,鼓励钢铁厂提高钢铁质量和产量,铁及其化合物在日常生活中应用广泛。

1)利用Fe2+Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4 H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为__________

2)氧化铁是重要工业颜料,下面是制备氧化铁的一种方法,其流程如下:

①操作Ⅰ的名称是__________;操作Ⅱ为洗涤,洗涤操作的具体方法为__________

②滤液A中加入稍过量的NH4HCO3溶液生成沉淀同时有一种气体产生,写出其化学方程式: __________

3)如果煅烧不充分,产品中将有FeO存在,称取30 g氧化铁产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;量取2500 mL待测溶液于锥形瓶中,用酸化的001000 mol/L KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定2-3次,消耗KMnO4溶液体积的平均值为2000 mL

①该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是__________(填字母序号)

a.稀硝酸    b.稀盐酸    c.稀硫酸    d.浓硝酸

②计算上述产品中Fe2O3的质量分数为__________

 

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粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物.我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为CaO等. 一种利用粉煤灰制取氧化铝的工艺流程如下:

(1)粉煤灰研磨的目的是____________

(2)1次过滤时滤渣的主要成分有____________填化学式,下同____________,第3次过滤时滤渣的成分是____________

(3)用硫酸浸取时,铝的浸取率与时间的关系如图1,适宜的浸取时间为____________h;铝的浸取率与的关系如图2所示,从浸取率角度考虑,三种助溶剂FKFKF的混合物,在相同时,浸取率最高的是____________ 填化学式;用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是____________ 举一例

(4)流程中循环使用的物质有________________________填化学式

(5)用盐酸溶解硫酸铝晶体,再通入HCl气体,析出,该过程能够发生的原因是____________

(6)用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是____________

 

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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:,一种工业合成氨,进而合成尿素的简易流程图如下:

(1)步骤II中制氢气原理如下:

   

恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是______

升高温度  充入He   加入催化剂   降低压强

(2)天然气中的杂质常用氨水吸收,产物为,一定条件下向溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式为______

(3)在高温、高压、催化剂条件下可合成,反应的化学方程式______、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成然料电池,该电池中负极上的电极反应式是:______

(4)已知 ,若合成尿素的流程中转化率为时,100吨甲烷为原料能够合成______吨尿素.

 

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如图是工业上以制作印刷电路的废液生产CuCl的流程:

已知:CuCl是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸,在空气中迅速被氧化为绿色,见光分解变成褐色。

请回答下列问题:

(1)流程中的滤渣①与Y反应和XY反应相比,单位时间内得到的气体多,其原因为______

(2)滤液②需要加过量Z,检验Z过量的方法是______

(3)写出生成CuCl的离子方程式:______

(4)为了提高CuCl产品的纯度,流程中的过滤操作适宜用下列装置中的______填选项字母,过滤后,洗涤CuCl的试剂宜选用______无水乙醇稀硫酸

加入饱和NaCl溶液中会部分溶解生成,在一定温度下建立两个平衡:

I.CuCl         

      

(5)分析K的数学关系,在图2中画出的关系曲线________(要求至少标出一个坐标点)

(6)氯化亚铜的定量分析:

①称取样品250mL锥形瓶中,加入10mL过量的溶液,不断摇动:

②待样品溶解后,加入20mL蒸馏水和2滴指示剂;

③立即用硫酸铈标准溶液滴定至绿色为终点;

④重复三次,消耗硫酸铈溶液的平均体积为

上述相应化学反应为,则样品中CuCl的纯度为______保留三位有效数字

 

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