题目内容
【题目】氧化铝陶瓷常用于厚膜集成电路,制备氧化铝陶瓷的合成路线如图所示,回答下列问题。
(1)“氧化”步骤发生的离子方程式为:___,使用双氧水作氧化剂优点为___:
(2)“热分解”得到的产物除了氧化铝外,还有NH3、N2、SO2、SO3、H2O生成,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为___。
(3)铵明矾晶体的化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O,“热分解”步骤中,其各温度段内受热“失重计算值”(失重计算值%=×100%)如表所示:
温度区间(℃) | 18→190 | 190→430 | 430→505 | 505→900 |
失重计算值(%) | 39.20 | 7.80 | 13.00 | 26.00 |
通过上述数据经粗略计算可判断,在温度区间___铵明矾基本上失去了全部结晶水。
(4)“结晶”步骤中常采用的操作是___。
(5)合成过程中常使用过量的工业硫酸铵,可利用硫酸铵溶液水解显酸性抑制硫酸铝水解,另外的一个重要作用是___。
(6)通常认为金属离子浓度等于1×10-5mol/L即可认为沉淀完全,试计算常温下“中和”步骤中需要调节溶液pH=___(保留一位小数,已知:Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,lg5=0.7)。
【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 还原产物为水,不引入杂质、不污染环境 1:3 190→430 蒸发浓缩、冷却结晶 促使硫酸铝充分转化为铵明矾,提高硫酸铝的利用率 3.3
【解析】
(1)“氧化”步骤利用了H2O2的氧化性将Fe2+氧化为Fe3+,同时H2O2被还原为H2O,不引入杂质、不污染环境;
(2)氧化产物为N2,还原产物为SO2,利用得失电子守恒进行计算;
(3)根据题中信息,计算出铵明矾基本上失去了全部结晶水时的失重计算值;
(4)从溶液中析出晶体,一般是蒸发浓缩、冷却结晶;
(5)合成过程中常使用过量的工业硫酸铵,可利用硫酸铵溶液水解显酸性抑制硫酸铝水解,另外的一个重要作用可以从从原料利用率的角度回答;
(6)根据题中信息,计算出完全沉淀的时候,所要调节的pH。
(1)“氧化”步骤利用了H2O2的氧化性将Fe2+氧化为Fe3+,同时H2O2被还原为H2O,故离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,使用双氧水作氧化剂优点是还原产物为水不引入杂质、不污染环境;
(2)氧化产物为N2,还原产物为SO2,利用得失电子守恒列式如下:n(N2)×2×3e-=n(SO2)×2e-,解得n(N2):n(SO2)=1:3;
(3)NH4Al(SO4)2·12H2O结晶水的含量近似为47.7%,前两个温度段内,“失重计算值”之和为39.20%+7.80%=47%,故在190→430温度段内,铵明矾基本上失去了全部结晶水;
(4)得到带结晶水的晶体常采用的方法是蒸发浓缩、冷却结晶;
(5)使硫酸铵过量,有利于硫酸铝充分反应,提高了硫酸铝的利用率;
(6)根据氢氧化铁的溶度积常数可知1×10-5×c3(OH-)=8.0×10-38,解得c(OH-)=2×10-11(mol/L),,pH=4-lg5=3.3。
【题目】如图是元素周期表的一部分,表中列出了①~⑧元素。
IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | 0 | |
二 | ① | ② | ||||||
三 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
用元素符号或化学式填写下列空格:
(1)①~⑦元素中,原子半径最大的元素是_______(填元素符号),最高价氧化物对应水化物中酸性最强的物质是____________________(填酸的化学式)。
(2)①的气态氢化物的电子式为_________________。
(3)①~⑧元素中,③的氢氧化物的碱性______④的氢氧化物(“大于、小于或等于”);②的氢化物稳定性______⑦的氢化物(“大于、小于或等于”)。