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)

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。
练习册系列答案
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某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH3CH-CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH;CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白:
(1)写出实验室制备氢气的化学方程式:                           。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中b的作用分别是             ; C中盛装的试剂是            。若用以上装置制备H2,在虚线框内画出收集H2干燥的装置图。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2, CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号)       
①足量饱和Na2SO3溶液     ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水    ④无水CuSO4   ⑤品红溶液
(4)下图所示装置工作时均与H2有关。

①图1所示装置中阳极的电极反应式为                            
②图2所示装置中,通入H2的管口是                   (选填字母代号)。
③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色。该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论        (填“严密”或“不严密”),你的理由是                      (用离子方程式表示)。
现有苯甲酸、苯酚溶于乙醇所得的混合液,某同学设计方案分离三种物质,并检验其中的某些离子和物质。
已知:(1)酸性强弱:HCl>苯甲酸>H2CO3>苯酚> HCO3  (2)部分物理参数如下:
 
密度
(g·mL-1
熔点
(℃)
沸点
(℃)
溶解性
苯甲酸
1.2659
122.13℃
249℃
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
苯酚
1.07
40.6
181.9
易溶于乙醇、乙醚,65℃以上能与水互溶
乙醇
0.79
-114.3 °C
78.5
与水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂
 
供选择试剂:10%氢氧化钠溶液、0.1mol/L盐酸、0.1mol/LNa2CO3、0.1mol/L NaHCO3、浓溴水、生石灰、0.1mol/L FeCl3、0.1mol/L BaCl2、CO2、0.1mol/L溴水、澄清石灰水
(1)分离物质流程如下:

①物质C是_____________,操作IV是_____________。
②操作III发生的主要化学反应方程式_________________  _______________________________。
③混合液2中加入生石灰的原因是_______。
(2)该同学检验混合液1中是否含有苯酚和NaHCO3,以证明酸性的强弱。
实验步骤
现象和结论
①取少量混合液1于试管,滴加________________________,
振荡,静置
 
②取少量步骤①上层清夜于试管,滴加__________________
____________________________________________________
澄清石灰水变浑浊
说明混合液1含有HCO3
③另取少量混合液1于试管,滴加___________________,振荡
 
_________________________,
说明混合液1不含有酚羟基
 
(3)称取2.0g苯甲酸和苯酚的混合固体溶于足量乙醇中,滴加足量饱和NaHCO3溶液,测得放出的CO2(标准状况下,不考虑CO2溶于水)为33.6mL ,则苯甲酸的质量分数为_________________________(只列式,不计算),结果为________。(结果保留1位小数)(苯甲酸的相对分子质量为122,苯酚相对分子质量为94)

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