题目内容
【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3)为原料,用真空氯化亚铝(AlCl)歧化法,无需进行分离提纯,直接制备金属Al。其反应过程主要由两步组成,如下图:
(1)已知:
Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH=+1346 kJ·mol 1
3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH=140 kJ·mol 1
①第一步反应的热化学方程式是______。
②第二步AlCl分解反应的化学平衡常数K随温度升高而______(填“增大”、“不
变”或“减小”)。
(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是______。
(3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是______(不考虑未反应的C,写出1种即可)。
(4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置、Al的生成装置和AlCl的制备装置的温度分别为T1、T2、T3,其由高到低的顺序是______。
(5)制备Al的整个过程中可循环利用的物质是______。
【答案】 Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1486 kJ·mol 1
减小 第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C CO在Al或AlCl作用下生成CO2和C T3> T2> T1 AlCl3
【解析】(1)已知: ①Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH1=+1346 kJ·mol 1
①3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1
①第一步反应为Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g),根据盖斯定律,由①-②得反应Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH=+1346 kJ·mol 1-(140 kJ·mol 1)=+1486 kJ·mol 1;②第二步AlCl分解反应3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2=140 kJ·mol 1为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,故化学平衡常数K随温度升高而减小;(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl;(3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C;(4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置必须在较低温、Al的生成装置和AlCl的制备(升华必须在较高温度)装置的温度分别为T1、T2、T3,其由高到低的顺序是T3> T2> T1;(5)AlCl3的凝华和作为反应物,故制备Al的整个过程中可循环利用的物质是AlCl3。
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的含硫化合物,常用作分析滴定剂。某化学兴趣小组进行了以下有关实验。
实验一: 硫代硫酸钠的制备
硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:
Na2S+Na2CO3+SO2→Na2S2O3+CO2(未配平)
利用如图所示装置可以制取硫代硫酸钠。回答下列问题:
(1) 仪器a的名称为_________。
(2)装置C的作用有________、观察SO2的生成速率。若观察到SO2的生成速率过快,应进行的操作是______________。
(3) 为提高Na2S2O3纯度,应使装置D中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则装置D 中Na2S 和Na2CO3物质的量之比为___________。
(4)制得Na2S2O3后,关闭K2和仪器a的活塞,打开K1。装置A 的作用是_______。
(5)待D 中溶液冷却后,经过蒸发浓缩、冷却结晶可获得硫代硫酸钠晶体,所得晶体中可能含有Na2CO3、Na2S、Na2SO4等杂质。用实验证明产品中存在Na2SO4。完成下列表格:
实验 | 结论 |
取少量产品于试管中,加适量水溶解,加入足量_____,振荡、静置,取上层清液,滴加____溶液,产生白色沉淀。 | 产品中存在Na2SO4 |
实验二: 用硫代硫酸钠溶液测定KI 溶液浓度
①取待测KI 溶液100mL,通入Cl2将I-氧化为IO3-,除去多余Cl2。
②再向溶液中加入足量KI,将IO3-还原为I2。该过程中发生反应的离子方程式为_______。
③用移液管取25.00mL步骤②后的溶液于锥形瓶中,加入几滴______溶液作指示剂,用0.01mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定(2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),至滴定终点共消耗标准液24.00mL,待测KI 溶液的物质的量浓度为______mol/L。若实验中未用硫代硫酸钠标准液润洗滴定管,对测定结果造成的影响是__________。