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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铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2]的工艺流程如图所示:

请回答下列问题:

(1)固体a的化学式为________,固体b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)制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________

(3)Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是__________________,由铵明矾溶液中制铵明矾晶体的操作是__________________

(4)如果先向铝土矿加入过量氢氧化钠,再加入过量盐酸,此时首先出现的固体a__________

 

SiO2 Fe(OH)3 +CO2+2H2O===+Al(OH)3↓ Al2O3+4H2SO4+2NH3===2NH4Al(SO4)2+3H2O 过滤 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 Fe2O3 【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;铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸,生成铁离子和铝离子,加入过量的烧碱,铝离子变为NaAlO2溶液,反应的离子方程式为:铁离子生成氢氧化铁沉淀,所以固体b化学式为Fe(OH)3;Ⅲ中偏铝酸钠溶液通入足量CO2气体生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为AlO2- +CO2+2H2O===HCO3-+Al(OH)3↓。 综上所述,本题答案是:SiO2;Fe(OH)3;AlO2- +CO2+2H2O===HCO3-+Al(OH)3↓。 (2)根据流程可知,Al(OH)3分解生成Al2O3,Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液,反应的化学方程式为:Al2O3+4H2SO4+2NH3===2NH4Al(SO4)2+3H2O; 综上所述,本题答案是:Al2O3+4H2SO4+2NH3===2NH4Al(SO4)2+3H2O。 (3)根据流程可知,Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ操作中都涉及到了固液分离操作,所以Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤;从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。 综上所述,本题答案是:过滤 ;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。 (4) 铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质),如果先向铝土矿加入过量氢氧化钠,氧化铝、二氧化硅均溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和硅酸钠溶液,氧化铁不溶与氢氧化钠,此时首先出现的固体a是 Fe2O3; 综上所述,本题答案是:Fe2O3。
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考点分析:
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Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。

(1)某学习小组发现:在盛有Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生。

①使酚酞溶液变红是因为__________,红色褪去的可能原因是__________________

②加入MnO2反应的化学方程式为________________________________

(2)Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下。

步骤1:按上图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品。

步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象。

步骤3:检验H2的纯度后,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色。

步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1

①添加稀盐酸的仪器名称是____________;B装置的作用是________

②必须检验氢气纯度的原因是__________________________________________________

③设置装置D的目的是________________________________________________________

④你得到的结论是____________(若能反应请用化学方程式表示)。

 

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100mL MgCl2AlCl3的混和溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,经测定,加入NaOH物质的量和所得沉淀的物质的量的关系如图所示。回答下列问题。

(1)图中CD段反应的化学方程式为___________C点存在的固体物质为________

(2)A点的数据为_______;混合液中,MgCl2的浓度为_______

 

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下列所示图像中,纵坐标为沉淀物的物质的量,横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量,按题给信息将相应图的字母填入下列空格中,并写出所发生反应的离子方程式。

1)表示向饱和AlCl3溶液中滴加氨水至过量的图像是_____(填字母,下同)

2)表示向饱和AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量的图像是_____

3)表示向饱和石灰水中通入CO2至过量的图像是_____

4)表示向MgCl2AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量的图像是_____

 

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某课外实验小组设计的下列实验不合理的是                        

A. 制备并观察氢氧化亚铁

B. 证明过氧化钠与水反应放热

C. 制备并收集少量NO2气体

D. 实验室制备少量氨气

 

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工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:

下列叙述正确的是

A. 按上述流程,试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸

B. 反应①过滤后所得沉淀为氧化铁

C. 图中所有的转化反应都不是氧化还原反应

D. 反应②的离子方程式为2AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-

 

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