题目内容

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO+□    =□Fe(OH)3↓+□C1+□       
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:
                                                                (注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为           (填代号)。
a.氢氧化钠溶液       b.硫酸溶液      c.氨水         d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、          (填操作名称)、洗涤。
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为       (填代号)。

(1)①2Fe2++1ClO+5H2O=2Fe(OH)3↓+1C1+4H+(2分)
②取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素。(其他合理答案均得分)(2分)
③ c(1分)
④过滤(1分)
(2)b(1分)

解析试题分析:(1)①根据方程式可知,铁元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子。氯元素的化合价从+1价,降低到-1价,得到2个电子,则根据电子的得失守恒可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比是2:1。根据原子守恒与电荷守恒可知,反应前有水参加,反应后有氢离子生成,因此配平后的方程式是2Fe2++ClO+5H2O=2Fe(OH)3↓+C1+4H+
②由于铁离子能和KSCN溶液发生显色反应,可以鉴别铁离子。而亚铁离子具有还原性,能被氯水氧化生成铁离子,据此可以鉴别滤液B是否含有铁元素。即取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素。
③滤液B中的铝元素以Al3的形式存在,要以沉淀形式析出,需要加入碱液。由于氢氧化铝是两性氢氧化物,所以不能选择强碱,最好选择弱碱氨水,答案选c。
④冷却结晶后有晶体析出,因此分离出晶体的实验操作应该是过滤。
(2)a是蒸发操作,不能熔融二氧化硅和氢氧化钠,a不正确;b是铁坩埚,可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,b正确;c是试管,不能熔融二氧化硅和氢氧化钠,c不正确;d是瓷坩埚,瓷坩埚中含有二氧化硅能和氢氧化钠反应,不能熔融氢氧化钠,d不正确,答案选b。
考点:考查氧化还原反应的配平、铁元素的检验、氢氧化铝的制备以及仪器的选择等

练习册系列答案
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过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究过氧化氢的性质。
请填写下列空白:
(1)移取10.00 mL密度为ρg·mL-1的过氧化氢溶液至250 mL________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO4-H2O2H=Mn2O2           
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入____________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
如何判断滴定到达终点:                                                    
                                                                   
(4)如图表示25 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填序号)________。

A.是a mLB.是(25-a)mLC.一定大于a mLD.一定大于(25-a)mL
(5)重复滴定三次,平均耗用c mol·L-1 KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为_________________。
(6)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。

(18分)为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略,气密性已检验)实验过程如下:

Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程Ⅰ的目的是_________________________________________________。
(2)棉花中浸润的溶液为______________________。
(3)A中发生反应的化学方程式为                                         
(4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是                    
(5)能说明氧化性Fe3+>SO2的离子方程式是______________________________________。
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是        (填“甲”“乙”“丙”)。

 
过程Ⅳ  B溶液中含有的离子
过程Ⅵ  B溶液中含有的离子

有Fe3+无Fe2+
有SO42-

既有Fe3+又有Fe2+
有SO42-

有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
(7)进行实验过程Ⅴ时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液
颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO32-(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:

①溶液E和F分别为                                 
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因                     

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