题目内容

(12分) 实验室中以铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2和Fe2O3杂质)为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下：

试回答下列问题：
⑴固体a的化学式为_____，III中通入过量CO2气体的离子方程式为                    。
⑵由V制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）           、冷却结晶、过滤洗涤。
⑶以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸（密度1.84g/cm3）___________L（保留一位小数）。
⑷若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为___________。

（12分）
⑴SiO2（2分）    AlO2-+CO2+2H2O ==HCO3-+Al(OH)3↓（2分）
⑵Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 ==2NH4Al(SO4)2（2分）  蒸发浓缩（2分）
⑶575.4L（2分） ⑷3:10（2分）

解析

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(12分) 实验室中以铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2和Fe2O3杂质)为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下：

试回答下列问题：

⑴固体a的化学式为_____，III中通入过量CO2气体的离子方程式为                    。

⑵由V制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）           、冷却结晶、过滤洗涤。

⑶以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸（密度1.84g/cm3）___________L（保留一位小数）。

⑷若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1，则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为___________。

 

(12分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：
4NH4＋＋6HCHO??3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋[滴定时，1 mol(CH2)6N4H＋与1 mol H＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤Ⅰ　称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ　将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容、充分摇匀。
步骤Ⅲ　移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察________。
A．滴定管内液面的变化
B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由________色变成______色。
(2)滴定结果如下表所示：
滴定次数      待测溶液的体积/mL    标准溶液的体积/mL
滴定前刻度   滴定后刻度
1     25.00      1.02 21.03
2     25.00      2.00 21.99
3     25.00      0.20 20.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L－1，则该样品中氮的质量分数为________。

(12分) 实验室可由软锰矿(主要成分为 MnO2)制备 KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体 KOH 和 KClO3 在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和 KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和 KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4请回答：

（1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是                                   。

（2）K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是                                   。

（3）配平氧化还原反应方程式：

＿＿ C2O42-+＿＿MnO4-+＿＿H+＝＿＿CO2+＿＿Mn2++＿＿H2O

（4）称取6.0 g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液。量取两份此溶液各25.00 mL，分别置于两个锥形瓶中。

①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25 mol·L－1NaOH溶液至20.00 mL时，溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H＋的物质的量为＿＿＿mol。

②第二份溶液中滴加0.10 mol·L－1的酸性高锰酸钾溶液至16.00 mL时反应完全，此时溶液颜色由＿＿变为＿＿。该溶液中还原剂的物质的量为＿＿＿mol。

③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为＿＿＿＿＿。

 

(12分) 实验室中以铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2和Fe2O3杂质)为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如下：

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⑴固体a的化学式为_____，III中通入过量CO2气体的离子方程式为                     。

⑵由V制取铵明矾溶液的化学方程式为__________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为（填操作名称）            、冷却结晶、过滤洗涤。

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