题目内容
工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC〔Al2(OH)nCl6-n〕的流程如下:
(1)粉碎煤矸石的目的是______;滤渣I的主要成分是______ (填化学式)。
(2)步骤①在煮沸的过程中,溶液逐渐由无色变为绿色,此时溶液中有色离子为______(填化学式);随后溶液又变为棕黄色,相关离子反应方程式为______;
步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管,长导管的作用是____________。
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH,其目的:一是生成BAC;二是___________;巳知BAC的分散质粒子大小在1 nm?100 nm之间,由此区别滤液I与BAC两种液体的物理方法是______;若Ca(OH)2溶液过量,则步骤③得到的BAC产率偏低,写出该反应的离子方程式______。
(4)若0.1 molAlCl3在某温度下溶于蒸馏水,当有5℅水解生成Al(OH)3溶液时,吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式____________。
(15分)(1)增大反应物接触面积,加快溶解速率(提高Al3+的浸出率)(2分)SiO2(1分)
(2)Fe2+(1分)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(2分)冷凝、回流(1分)
(3)除Fe3+(2分)用一束光照射液体,观察是否产生丁达尔现象(或丁达尔效应)(2分)
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(2分)
(4)AlCl3(aq)+3H2O(l) Al(OH)3(aq)+3HCl(aq) △H=+200akJ/mol(2分)
解析试题分析: (1)将煤矸石粉碎可增大反应物接触面积,加快溶解速率。二氧化硅不溶于盐酸、硫酸,滤渣I为二氧化硅。
(2)呈绿色的离子是Fe2+,随后Fe2+酸性条件下被空气中氧气氧化为Fe3+。长导管的作用是冷凝、回流。
(3)由分散质粒子直径可知BAC为胶体,区分溶液和胶体可根据胶体能产生丁达尔效应、溶液不能产生丁达尔效应。加氢氧化钙的目的是调节pH使Fe3+沉淀,若氢氧化钙过量,则发生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,使BAC产率偏低。
(4)反应0.005molAlCl3吸热akJ,所以反应1molAlCl3时吸热200akJ。
考点: 化工生产流程图的分析 影响化学反应速率的因素 离子方程式 物质的鉴别 热化学方程式
工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)来吸收含SO2的废气,最终制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O),其主要流程如下:
已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
(1)软锰矿浆中通入含SO2废气后,发生主要反应的化学方程式为____________________。
(2)浸出液中加入MnO2粉末的目的是____________;反应的离子方程式是___________________。
(3)溶液中加入石灰浆来调节pH,其作用是_________________;pH应调节的范围是__________。
(4)滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。
乳酸乙酯(2-羟基丙酸乙酯)常用于调制果香型、乳香型食用和酒用香精。为了在实验室制取乳酸乙酯,某研究性学习小组同学首先查阅资料,获得下列信息:
①部分物质的沸点:
物 质 | 水 | 乙醇 | 乳酸 | 苯 | 乳酸乙酯 |
沸点/℃ | 100 | 78.4 | 122 | 80.10 | 154 |
②乳酸乙酯易溶于苯、乙醇;水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时,能按一定的比例以共沸物的形式一起蒸发。
该研究性学习小组同学拟采用如图所示(未画全)的主要装置制取乳酸乙酯,其主要实验步骤如下:
第一步:在三颈烧瓶中加入0.1mol无水乳酸、过量的65.0mL无水乙醇、一定量的苯、沸石……;装上油水分离器和冷凝管,缓慢加热回流至反应完全。
第二步:将三颈烧瓶中液体倒入盛有过量某试剂的烧杯中,搅拌并分出有机相后,再用水洗。
第三步:将无水CaCl2加入到水洗后的产品中,过滤、蒸馏。
(1)第一步操作中,还缺少的试剂是 ;加入苯的目的是 ;实验过程中,酯化反应进行完全的标志是 。
(2)第二步中证明“水洗”已经完成的实验方案是 。
(3)第三步可以得到较纯净的乳酸乙酯,为获得更纯净的乳酸乙酯,可采用 法。
(4)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为乳酸乙酯,乳酸乙酯分子核磁共振氢谱中有 个峰。