题目内容
11．某化学兴趣小组用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有SiO2及铁的氧化物）提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如图1所示：
（1）实验室中制取CO2时，为了使反应随开随用、随关随停，应选用如图2中的装置C（填字母代号）．
（2）在过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有漏斗；洗涤沉淀的操作是向漏斗里加入蒸馏水，使水面浸没沉淀，等水自然流完后，重复2～3次．
（3）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2Al+6H+═2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，Al3++3AlO2-+6H2O═4Al（OH）3↓，．此方案中所用药品的物质的量之比n（Al）：n（H2SO4）：n（NaOH）=8：3：6．
（4）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不合理，稀硝酸有强氧化性，若铁的价态为+2价，可被氧化为+3价，同样与KSCN反应溶液显红色．．
分析 由流程可知，加盐酸，只有SiO2不反应，氧化铝、氧化铁均与盐酸反应，过滤沉淀为SiO2；滤液中加过量NaOH，铝离子转化为偏铝酸钠，铁离子转化沉淀，过滤后，滤液甲与二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，最后氢氧化铝分解生成氧化铝，
（1）制CO2时为了使反应随开随用，随关随停，需要应用启普发生器的装置原理，利用止水夹控制气体压强，使液体和固体分离停止反应，打开压强减小液体和固体接触继续反应；
（2）依据过滤操作和装置图分析判断所需玻璃仪器，在过滤装置中洗涤沉淀，加入水浸没沉淀使水自然流下，重复几次；
（3）依据设计的实验方案，结合反应定量关系分析；
方案①中：2Al+6H+=2Al3++3H2↑、Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，
3 1 1 3 1
即生成1molAl（OH）3时，消耗3molH+、3molOH-，
方案②中：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3↓，
1 1 1 1 1 1
即生成1molAl（OH）3时，消耗1molH+、1molOH-，
方案③中：2Al+6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓，
即生成1molAl（OH）3时，消耗$\frac{3}{4}$molH+、$\frac{3}{4}$molOH-，
（4）根据硝酸具有氧化性能氧化亚铁离子为铁离子分析；
解答 解：（1）启普发生器是随时进行，随时停止的装置，适用于固体和液体不加热反应生成不溶于水的气体制备反应，所以制CO2时为了使反应随开随用，随关随停应符合启普发生器的原理应用，应该选用装置C，利用止水夹控制气体压强，关闭弹簧夹后反应生成的气体使上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使液体和固体分离停止反应，打开压强减小液体和固体接触继续反应；
故答案为：C；
（2）依据过滤操作和装置图分析判断所需玻璃仪器，在过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有漏斗，在过滤装置中洗涤沉淀，加入水浸没沉淀使水自然流下，洗涤沉淀的操作是：向漏斗里加入蒸馏水，使水面浸没沉淀，等水自然流完后，重复2～3次；
故答案为：漏斗，向漏斗里加入蒸馏水，使水面浸没沉淀，等水自然流完后，重复2～3次；
（3）都生成1molAl（OH）3时，由反应方程式可知
方案①中：2Al+6H+=2Al3++3H2↑、Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，
3 1 1 3 1
即生成1molAl（OH）3时，消耗3molH+、3molOH-，
方案②中：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3↓，
1 1 1 1 1 1
即生成1molAl（OH）3时，消耗1molH+、1molOH-，
方案③中：2Al+6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓，
即生成1molAl（OH）3时，消耗$\frac{3}{4}$molH+、$\frac{3}{4}$molOH-，
显然方案③最好，药品用量少，操作最为简单，此方案中所用药品的物质的量之比n（Al）：n（H2SO4）：n（NaOH）=1：$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$：$\frac{3}{4}$=8：3：6，
故答案为：2Al+6H+═2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，Al3++3AlO2-+6H2O═4Al（OH）3↓，8：3：6；
（4）取少量固体，加入过量稀硝酸，硝酸具有强氧化性，加热溶解，取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色，若铁的价态为+2价，可被氧化为+3价，同样与KSCN反应溶液显红色；
故答案为：不合理，稀硝酸有强氧化性，若铁的价态为+2价，可被氧化为+3价，同样与KSCN反应溶液显红色．
点评 本题考查混合物分离提纯方法的综合应用，为高频考点，把握流程中的反应及化学反应方程式书写为解答的关键，侧重分析、实验能力及化学用语的考查，题目难度中等．
课程达标测试卷闯关100分系列答案
新卷王期末冲刺100分系列答案
全能闯关100分系列答案| A． | 硼 | B． | 锂 | C． | 氢 | D． | 镁 |
；Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表．
| 氢氧化物 | Fe（OH）3 | Fe（OH）2 | Mg（OH）2 | Al（OH）3 | Cr（OH）3 |
| pH | 3.7 | 9.6 | 11.1 | 8 | 9（＞9溶解） |
A．Na2O2 B．HNO3 C．FeCl3 D．KMnO4
（2）加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是AB；已知钠离子交换树脂的原理：Mn++nNaR-→MRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是CD．
A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+
（3）还原过程中，每消耗0.8mol Cr2O72-转移4.8mol e-，该反应离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O．
Ⅱ．酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水：
该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3溶液．
（1）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？不能（填“能”或“不能”），理由是因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态．
（2）电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．
（3）常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=1×10-32，溶液的pH应为5时才能使c（Cr3+）降至10-5 mol•L-1．
| A． | 正、逆反应速率都等于零 | B． | SO2、O2、SO3的浓度相等 | ||
| C． | SO2、O2、SO3在容器中共存 | D． | SO2、O2、SO3的浓度均不再变化 |
