题目内容
【题目】铝氢化钠(NaAlH4) 是有机合成的重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质) 为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如下:
注: SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠(Na2Al2SixO8) 沉淀。
(1)铝硅酸钠(Na2Al2SixO8) 可以用氧化物的形式表示其组成,形式为________。
(2) “过滤I”中滤渣主要成分有________(写名称)。向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液,反应的离子方程式为_______________、______________。
(3)“电解I”的另一产物在1000℃时可与N2反应制备AlN,在这种产物中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN 的制备,其主要原因是__________________。
(4)“电解II”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为_________________。
【答案】Na2O·Al2O3·2SiO2 铝硅酸钠、氧化铁 OH-+HCO3-=CO32-+H2O AlO2-+HCO3-+H2O=CO32-+Al(OH)3↓ 氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜 4CO32-+2H2O-4e-=4HCO3-+O2↑
【解析】
以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备铝,由流程可知,加溶解时不反应,由信息可知在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,过滤得到的滤渣为、铝硅酸钠,碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成,过滤II得到,灼烧生成氧化铝,电解I为电解氧化铝生成铝和氧气,纯铝在氯气中燃烧生成氯化铝,氯化铝再与反应生成铝氢化钠。
(1)铝硅酸钠() 用氧化物表示时通常先金属氧化物,后二氧化硅和水,其氧化物形式为,
故答案为:;
(2)铝土矿加溶解时,溶解生成偏铝酸钠,而不反应,由信息可知在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀,则过滤所得滤渣Ⅰ为铝硅酸钠、氧化铁,滤液中含有过量和溶液,加入溶液后,分别与、反应,反应的离子方程式为、,
故答案为:铝硅酸钠、氧化铁;、;
(3)铝粉在1000℃时可与反应制备,在铝粉中添加少量固体并充分混合,有利于的制备,其主要原因是分解产生的 能够破坏表面的薄膜,
故答案为:氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜;
(4)由图可知,阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气,阳极反应为,
故答案为:。
【题目】某兴趣小组探究溶液的 pH 对 KI 与 O2 反应的影响,实验如下。
装置 | 烧杯中的液体 | 现象 |
① 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 分钟后无明显变化 | |
② 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L HCl 溶液 | 5 分钟后溶液变蓝 | |
③ 2 mL 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L KCl 溶液 | 5 分钟后无明显变化 | |
④ 2 mL pH=8.5 混有 KOH 的 1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 小时后溶液才略变蓝 | |
⑤ 2 mL pH=10混有KOH的1 mol/L KI 溶液+5 滴淀粉 | 5 小时后无明显变化 |
(1)实验①中无现象,可能的原因是:i.KI与O2不反应,ii._____。
(2)若放置5小时后,实验①中的溶液变蓝,则反应的离子方程式是_____。
(3)去掉实验③,对该探究过程_____(填“有”或“没有”)影响。
(4)对比实验②和实验④,可以得出的结论是_____。
(5)对于实验⑤的现象,甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化 I-”,设计了下列装置进行实验⑥,验证猜想。
i.烧杯a 中的溶液为_____。
ii. 实验结果是b 中溶液变蓝,此猜想不成立。通入O2后,a中的电极反应式是_____。
iii.实验⑥的结果说明实验⑤中“无明显现象的原因”是_____。