题目内容

6．粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：

回答下列问题：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，写出生成NH4Fe（SO4）2的化学方程式Fe2O3+4NH4HSO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$2 NH4Fe（SO4）2+2NH3↑+3H2O．在物质分类体系中，NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2不属于d（填字母）．
a．硫酸盐         b．复盐        c．强电解质        d．共价化合物
（2）滤渣B的主要成分为SiO2，其与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（3）已知KSP[Fe（OH）3]=4×10-38，KSP[Al（OH）3]=1×10-33．为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c（Fe3+）、c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH=6；用NH4HCO3调节pH的实验原理为H++HCO3-=H2O+CO2↑（用离子方程式表示）．
（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿，得到的晶体主要成份是（NH4）2SO4（填化学式）．第⑤步所加试剂D是NaOH溶液；第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为[Al（OH）4]-+CO2+H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

分析 （1）根据题意，Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe（SO4）2和氨气与水；物质分类体系中，NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2都属于复盐，都是强电解质；
（2）SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）根据KSP[Al（OH）3]=1×10-33；c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，此时c（OH-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{1×1{0}^{-9}}}$=1×10-8；在酸性溶液中，H++HCO3-=H2O+CO2↑；
（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步所加试剂NaOH，生成四羟基合硫酸根离子，第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为通入CO2，酸碱中和生成（NH4）2SO4．

解答 解：（1）根据题意，Fe2O3与NH4HSO4反应生成 NH4Fe（SO4）2和氨气与水；物质分类体系中，NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2都属于复盐，都是强电解质；
故答案为：Fe2O3+4NH4HSO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$2 NH4Fe（SO4）2+2NH3↑+3H2O； d；
（2）SiO2不溶于一般酸性溶液，不溶于氨水；SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
故答案为：SiO2、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）根据KSP[Al（OH）3]=1×10-33；c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，此时c（OH-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{1×1{0}^{-9}}}$=1×10-8；在酸性溶液中，H++HCO3-=H2O+CO2↑；
故答案为：6；H++HCO3-=H2O+CO2↑；
（4）实验室进行第④步操作时，滤液C得到硫酸铵，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿；第⑤步所加试剂NaOH，生成四羟基合硫酸根离子，第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为通入CO2，酸碱中和生成（NH4）2SO4；
故答案为：玻璃棒；蒸发皿；（NH4）2SO4；NaOH溶液；[Al（OH）4]-+CO2+H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

点评 本题考查了物质制备实验工厂分析判断，物质性质的理解应用，离子方程式、化学方程式书写方法，盐类水解分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
16．下列有关叙述正确的是（　　）
A．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
B．配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出
C．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
D．检验某溶液是否含有SO42-时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸

一定温度下，有可逆反应：2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g）；ΔH＜0。现将2 mol A和2 mol B充入体积为V的甲容器，将2 mol C和6 mol D充入乙容器并使乙容器在反应开始前的体积为2V（如图1）。

关于两容器中反应的说法正确的是

A．两容器达平衡后升高相同的温度时，甲容器的反应速率大于乙容器的速率

B．两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物中各组份的体积百分组成相同，混合气体的密度不同

C．甲容器中的反应先达到化学平衡状态

D．在甲容器中再充入2mol A和2 mol B，平衡后甲中物质C的物质的量是乙中物质C的物质的量的2倍

化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH<0。在lL密闭容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，实验①、②、③中c（N2）随时间（t）的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH3）=_______________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的______________、_____________（填字母编号）。

A增大压强 B减小压强 C升高温度 D降低温度 E使用催化剂

（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2（g） N2O4（g）。

T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c（N2O4）=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_______________；
1．亚铁氰化钾（K4Fe（CN）6，黄血盐）在化学实验、电镀、食品添加剂及医学上有广泛用途．还可用于冶疗铊（Tl）中毒，烧制青花瓷时可用于绘画等．已知HCN是一种极弱的酸．现有一种用含NaCN废水合成黄血盐的主要工艺流程如图：

（1）NaCN的水溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因CN-+H2O?HCN+OH-．实验室在用NaCN固体配制NaCN溶液时，为避免其水解，应先将其溶于NaOH溶液，再用蒸馏水稀释．
（2）实验室K4Fe（CN）6可用于检验Fe3+，生成的难溶盐KFe[Fe（CN）6]，生成的盐又可用于治疗Tl2SO4中毒，试写出上述检验Fe3+反应的离子方程式为K++[Fe（CN）6]4-+Fe3+=KFe[Fe（CN）6]↓．
（3）流程图中加入碳酸钠溶液主要目的是除去其中的Ca2+．
（4）相同温度下溶解度：Na4[Fe（CN）6]＞K4[Fe（CN）6]（选填：“＞”、“=”、“＜”）．
（5）长期火炒添加有亚铁氰化钾的食盐，这时会发生分解反应，试配平下列方程式：3K4Fe（CN）6=12KCN+1Fe3C+1C+2（CN）2↑+1N2↑
（6）电镀银时，电镀液不能直接用硝酸银溶液，可将其转变为K4[Ag2 （CN）6]，写出AgCl与黄血盐制取电镀液的离子方程式2AgCl+[Fe（CN）6]4-=Fe2++[Ag2 （CN）6]4-+2Cl-．
11．铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用．
Ⅰ、高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型净水剂，工业上制备高铁酸钠的方法之一的反应原理为：Fe（OH）3+NaClO+NaOH→Na2FeO4+X+H2O，则X的化学式NaCl，反应中被氧化的物质是Fe（OH）3（写化学式）．
Ⅱ、铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆．工业制硫酸产生的硫酸渣中主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

已知：①
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2
开始沉淀pH2.73.87.69.4
完全沉淀pH3.25.29.712.4
②FeS2是一种黄色难溶于水的固体．
（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4） 3+3H2O；“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2．
（2）还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为H2SO4，写出该反应的离子方程式：FeS2+14 Fe3++8 H2O=15Fe2++2 SO42-+16 H+．
（3）为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程中加NaOH调节溶液的pH的范围是3.2～3.8；如果加NaOH调节溶液的pH=a，则滤液B中的c（Fe3+）=4×10（4-3a）（25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4×10-38）
（4）滤液B中可以回收的物质有Na2SO4、Al2（SO4）3、MgSO4．
18．火电厂烟气中CO2 用电解法促进橄榄石（主要成分是 Mg2SiO4）固定的部分工艺流程如下：
已知：Mg2SiO4（s）+4HCl（aq）?2MgCl2（aq）+SiO2（s）+2H2O（l）△H=-49.04kJ•mol-1

（1）某橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20，用氧化物的形式可表示为9MgO•FeO•5SiO2
（2）为提高HC1溶液溶解橄榄石的效率，可采取的措施：
（3）固碳时主要反应的方程式为NaOH（aq）+CO2（g）=NaHCO3（aq），该反应能自发进行的原
因是△H＜0．
（4）a溶液为NaCl溶液，流程b的化学反应方程式为：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑
（5）下列物质中也可用作“固碳”的是bc（填字母）
a．CaCl2　　b．H2NCH2COONa　　c．（NH4）2CO3
（6）由图可知，90℃后曲线A溶解效率下降，分析其原因120min后，溶解达到平衡，而反应放热，升温平衡逆向移动，溶解效率降低．

（7）经分析，所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3．为提纯，可采取的措施依次为：对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理．判断产品洗净的操作是取少量最后一次的洗涤液，加硝酸酸化的硝酸银溶液，如无沉淀产生，则已洗净．
15．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl（-1价）和S（+6价）的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c（H+）增大而加快．
（1）反应开始时反应速率加快的原因是KClO3与NaHSO3反应的离子方程式为：2ClO3-+6HSO3-═6SO42-+2Cl-+6H+，开始时随着反应的进行，c（H+）不断增大．
（2）反应后期反应速率下降的原因是反应物浓度减小．
13．氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：
请回答下列问题：
（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是B2O3+3CaF2+3H2SO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BF3↑+3CaSO4+3H2O、B2O3+2NH3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2BN+3H2O；
（2）在BF3分子中，F-B-F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立体结构为正四面体；
（3）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键（或极性共价键），层间作用力为分子间作用力；
（4）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4个硼原子，立方氮化硼的密度是$\frac{25×4}{（361.5）^{3}{N}_{A}}$g•cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）．

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