题目内容

铝灰的回收利用方法很多，现用含有Al2O3，SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(S04)318H2O，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是______________。
（2）流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替，若用H2O2发生反应的化学方程式为_______________。
（3）已知：浓度均为O.1mol/L的金属阳离子，生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

步骤③的目的是__________________________________________________________；若在该浓度下除去铁的化合物，调节pH的最大范围是___________。
（4）已知当pH=2时，Fe3＋开始沉淀的浓度为_______________。
（5）操作④发生反应的离子方程式为__________________________________________；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2，可选用的试剂是_________或_________。
（6）操作⑤“一系列操作"，下列仪器中不需用的是___________（填序号）。

A．蒸发皿 B．坩埚 C．玻璃棒 D．酒精灯E．漏斗 

（1）6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O （2）H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 =" Fe2(SO4)3" + 2H2O 。（3）将二价铁离子氧化三价铁离子，并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去。2.8到3.4。（4）4*10-2mol/L。（5）3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- ="5MnO2" + 2H2O ；浓盐酸；过氧化氢溶液。（6） B

解析试题分析：（1）加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O 。（2）流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替，H2O2有强氧化性把二价铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的化学方程式为H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 =" Fe2(SO4)3" + 2H2O 。（3）根据流程图可知是将二价铁离子氧化三价铁离子，并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，确保铝离子不要沉淀出来，故调节pH范围为：2.8到3.4。（4）已知当pH=2时，即c(H+)=0.01Mmol/L，c(OH-)=10-12Mmol/L，代入公式，可得Fe3＋开始沉淀的浓度为4*10-2mol/L。（5）根据操作中出现的现象，紫色消失，说明高锰酸根离子参加了反应，④发生反应的离子方程式为3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- ="5MnO2" + 2H2O ；为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2，可选用的试剂是_浓盐酸并加热或过氧化氢溶液有气泡产生即可说明。（6）操作⑤“一系列操作"中有，蒸发浓缩，降温结晶，过滤，不需用的是 B．坩埚。
考点：本题考查离子方程式的书写，实验原理的分析和沉淀溶解平衡相关计算。

练习册系列答案
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氧化铁在工业上具有广泛的应用。
I．据报道，一定条件下利用FeO2与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下：
Fe2O3(s)＋3CH4(g)＝2Fe(s)＋3CO(g)＋6H2(g) △H＞0
（1）若反应在2L的密闭容器中进行，5min后达到平衡，测得反应生成Fe的质量为l.12g。则该段时间内CH4的平均反应速率为 ________________。
（2）反应达到平衡后，保持其他条件不变，仅改变某一相关元素，下列说法正确的是___(选填序号)。
a．若加入催化剂，v正增大，平衡向右移动
b．若温度升高，平衡常数K减小
c．若增大Fe2O3的量，平衡向右移动
d．若从反应体系中移走部分CO，可提高CH4的转化率
Ⅱ．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、A12O3、SiO2等)为原料提取Fe2O3，工艺
流程如下：试回答下列问题：
 
（3）步骤i烧渣中A12O3溶解的离子方程式为________________。
（4）步骤i、ⅱ、ⅲ都要进行的操作名称是__________________。
（5）结合下图，判断步骤ⅱ中调节溶液的pH不高于_________________。

（6）已知

计算反应Fe2＋(aq)＋2HCO3－(aq)FeCO3(s)＋H2CO3(aq)的平衡常数为_______。
（7）在空气中煅烧FeCO3生成氧化铁的化学方程式为____________。
（8）结合所学化学知识，请你设计在实验室里从上述的硫铁矿烧渣中提取氧化铁的另一种简单方案。

某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 O3,还含有SiO2及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:

(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有           ;洗涤沉淀的操作是                                                                        。
(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:                                                                                                                               ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H2SO4)∶n(NaOH) =       。
(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由                                                       。

硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等。工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：

已知：Al（OH）3沉淀和溶解的pH如下表：

Al（OH）3
开始沉淀
沉淀完全
沉淀开始溶解
沉淀溶解完全
pH
3.3
5.0
7.8
12.8
 
回答下列问题：
（1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为________________________________。
（2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH＝7.0的目的是__________________________________________________________。
pH＝7.0时，溶液中c（Al3＋）＝________（通常条件下，Ksp[Al（OH）3]＝1.3×10－33）。
（3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH＝7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n1（NaOH）∶n2（HNO3）∶n3（HNO3）＝________。
（4）现用1 t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO3）3·9H2O]，最后生产出7.5 t硝酸铝晶体，若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数。

用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:

已知:在pH为4～5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)氧化剂A可选用　　　　(填编号,下同)。
①Cl2   ②H2O2   ③HNO3   ④KMnO4
(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用　　　　。
①NaOH   ②FeO   ③CuO   ④Cu2(OH)2CO3
(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是　　　　(按实验先后顺序填编号)。
①过滤   ②冷却   ③蒸发浓缩   ④蒸发至干
(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g。
方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。
①方案一中灼烧CuCl2·xH2O得到无水CuCl2,应在　　　　(填仪器名称)中进行。
方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、　　　　。
②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是　　　　,另一种方案不可行的理由是                                                               　,若用方案二,计算得x=　　　　　　　(用含m、n的代数式表示)。

工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为____________________________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为__________________________________________________。
(4)常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍。则两种溶液的pH＝________。
(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)

Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。 

钴的有关性质如下：Co(OH)2具有两性。钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近，属铁族元素。
结合以上信息试回答下列问题：
(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水，不用NaOH溶液的原因是________________________________(用化学方程式表示)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置，会被空气中的O2氧化，化学方程式为_____________________________________________________。
(2)如图，已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水，则1000 ℃时，剩余固体的成分为________________________(填化学式)；在290～500 ℃范围内，发生的反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)已知常温下，在0.10 mol·L－1 CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌，有Co(OH)2沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Co2＋)＝________mol·L－1(Ksp[Co(OH)2]＝1.6×10－15)。常温下反应Co2＋＋2H2O??Co(OH)2＋2H＋的平衡常数为
_______________________________。

A、B、C、D、E、F 六种物质有如下图所示转化关系，其中物质D常温下为固体，物质E是淡黄色粉末。（部分反应物、生成物及反应条件已略去）

（1）写出物质A、D的化学式：A．       ；   D．       ；
（2）写出下列物质转化反应的离子方程式：
BC：       ，
EB：       ，
CF：       。

我国从澳大利亚进口的某高炉生铁（用A表示）的成分如下（其余是铁）：

C
Si
Mn
P
S
4.070%
2.900%
0.495%
0.165%
0.010%
（1）称取100.000g A经过一系列处理(最后一步是在空气中灼烧)后，锰全部转变为某种氧化物，其质量为0.687g，则其化学式为         。
（2）磷肥的肥效以相当含P2O5多少来表示。炼钢时，P元素形成炉渣Ca3(PO4)2，后者再与浓硫酸反应制得普通过磷酸钙［即普钙，成分是CaSO4、Ca(H2PO4)2和少量其它杂质］。若某普钙中Ca(H2PO4)2的质量分数为45.25%，则含P2O5的质量分数至少是           %。
（3）锰的质量分数为30%的高锰钢有很好的性能，可制作火车车轮。将A冶炼成含碳0.4%、含锰30%的高锰钢（设铁无损耗，其它杂质已除去，可补充锰），则100吨A可制得高锰钢              吨。
（4）某炼钢厂的烟尘成分和质量分数如下表：
 
FeO
Fe2O3
CaO
烟尘煅烧前（%）
86.40
4.00
9.60
 
为了减少烟尘的排放，将烟尘与CO混合后在空气中煅烧，得到铁的氧化物和CaO的烧结物，其中CaO的质量分数为8.92%（金属元素无损耗），烧结物分离出CaO后，若铁的氧化物中只有两种物质组成，则铁的氧化物的组成和物质的量之比如何？

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