题目内容
【题目】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)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“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)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“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____________________。阴极的电极反应式为_____________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阴极的电极反应式为________________,阴极处溶液的pH变化________。(填变大、不变、变小)
(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_____。
【答案】Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O 减小 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 Al3++3e—===Al 2H++2e﹣═ H2↑或2H2O+2e—==2OH—+H2↑ 变大 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
【解析】
将流程中已知信息与反应原理综合应用,补充完善可以确定的物质于对应位置周围,便于分析判断推理等。如下图所示:
(1)“碱溶”时,铝土矿中Al2O3与NaOH反应生成偏铝酸钠,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,消耗过量的NaOH,减小溶液的pH,有利于AlO2-转变为Al(OH)3析出,通过过滤分离。
(3)电解熔融 Al2O3,条件是高温,电解过程中作阳极产生O2,石墨(C)被氧化为CO2、CO等而消耗。阴极的电极反应式为Al3++3e-=Al。
(4)电解Na2CO3溶液,阴极区发生得电子反应,H+得电子能力强于Na+,本质上放电的是H+,而进入的是稀NaOH溶液,表达为H2O得电子,生成H2和OH-更佳,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,阴极处溶液的pH变大。
(5)盐酸与Al2O3的反应普遍可知,而加热条件下,NH4Cl分解产生的HCl也能够与Al表面的Al2O3薄膜反应,有利于铝粉与N2反应制备AlN。
【题目】某化学工厂产生的酸洗废液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-等离子。综合利用该酸洗废液的工艺流程如下:
已知:①Ni2+与足量氨水的反应为:Ni2++6NH3 [Ni(NH3)6]2+
②金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH表③Ksp(CaF2)=410-11
Fe3+ | Ni2+ | Cr3+ | |
开始沉淀 | 1.5 | 6.7 | 4.0 |
沉淀完全 | 3.4 | 9.5 | 6.9 |
回答下列问题:
(1)再生酸中主要含有硝酸,采取减压蒸馏的原因是_______________________
(2)渣1的主要成份为______(填化学式)
(3)转化时发生反应的离子方程式______________________________
(4)用平衡移动的原理解释沉镍的原理_____________________________
(5)渣3的主要成分为氢氧化钙和_______________ 、_________________(填化学式)
(6)国家排放标准要求c(F-)≤3.8 mgL-1。残液中残留的Ca2+浓度至少应为_____mgL-1
【题目】下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是
A | B | C | D | |
实验 | NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 | 石蕊溶液滴入氯水中 | Na2S溶液滴入AgCl浊液中 | 热铜丝插入稀硝酸中 |
现象 | 产生白色沉淀,随后变为红褐色 | 溶液变红,随后迅速褪色 | 沉淀由白色逐渐变为黑色 | 产生无色气体,随后变为红棕色 |
A. A B. B C. C D. D