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.碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m (1≤n≤6,m≤10) (商业代 号BAC),是一种比Al2(SO4)3效果更好的净水药剂。以下是用煤矸石(主要含Al2O3,SiO2及少量铁的氧化物)为原料生产碱式氯化铝过程中遇到的情况:
⑴在反应器中加入16%的硫酸和16%的盐酸,在不断搅拌过程中再加入经过焙烧后的煤矸石粉,反应器上部有一条长管子作为反应时气体的排放管。加热至沸腾(102℃)并保持一段时间,期间不断用精密pH试纸在排气管口上方检查排出气体的pH,记录如下:
时间 | 起始 | 14min后 | 30min后 | 75min后 |
pH | <2.0 | =2.5 | <3.5 | =3.5 |
试解释排气管中放出气体的pH变化的原因。如果把排气管加长一倍,排气的pH有无变化?为什么? ,
⑵观察反应器内溶液的颜色(取上面清液观察),在沸腾1h内,溶液逐渐呈黄绿色,以后逐渐转变为淡棕黄色,1.5h后呈棕红色。解释导致颜色变化的原因。
⑶上述反应结束后,冷却,过滤弃渣,然后再加热至100℃,并在不断搅拌的条件下,向溶液慢慢地添加Ca(OH)2至适量,生成大量沉淀。过滤上述溶液,弃渣,得到澄清的BAC稀溶液。将此稀溶液加热蒸发浓缩,又产生白色细晶状沉淀,经化验分析,知此沉淀不是BAC固体,也不是AlCl3晶体或Al(OH)3。问:这是什么物质?为什么此时会有沉淀析出?
⑷铁的化合物和铝的化合物一样也可作净水药剂,此外,溶液中元素Fe还能与CN-形成特定的络合物。某溶液中同时存在Fe(CN)63-和Fe(CN)64-两种离子,H2O2可使它们相互转化,请用离子方程式表示这种转化。
酸性条件:
碱性条件:
查看习题详情和答案>>【提出猜想】王老师提示:这瓶无色溶液只能是下面四种溶液中的一种:
①硫酸镁溶液②硫酸钠溶液③硫酸溶液④硫酸铵溶液
【查阅资料】(1)常温下,相关物质的溶解度如下:
| 物质 | MgSO4 | Na2SO4 | (NH4)2SO4 | H2SO4 |
| 溶解度 | 35.1g | 19.5g | 75.4g | 与水以任意比互溶 |
(3)含NH4+的盐与碱混合受热,会放出NH3
【实验探究】(1)通过查阅资料,小明同学认为猜想②不成立,原因是
(2)为确定其他几种猜想是否正确,小明同学继续进行探究:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取该溶液少许于试管中,向其中滴加几滴 NaOH NaOH 溶液 |
溶液中有白色沉淀生成 | 猜想①成立 |
| ②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上,和比色卡对照 | 溶液的pH小于7 | 猜想③成立 |
(3)请你设计实验方案,确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取该溶液少许于试管中, 加入少量的NaOH溶液,然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 加入少量的NaOH溶液,然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 |
有刺激性气味的气体产生,红色石蕊试纸变蓝 有刺激性气味的气体产生,红色石蕊试纸变蓝 |
猜想④成立,该反应的化学方程式 (NH4)2SO4+2NaOH= Na2SO4+2NH3↑+2H2O (NH4)2SO4+2NaOH= Na2SO4+2NH3↑+2H2O |
硫酸铵的制备:工业上用硫铁矿(主要成分是FeS2),经过沸腾焙烧炉内通空气燃烧生成SO2和Fe2O3,SO2经催化剂和氧气的共同作用在接触室内转化为SO3,最后SO3在吸收塔内和水的共同作用转化为H2SO4.实验室就是用制得H2SO4溶液中通NH3相互化合制得一瓶上述132g20%(NH4)2SO4溶液.(反应中不考虑物质的损耗)思考:①在工业上要把硫铁矿先碾成粉末再反应的原因是
一次趣味化学活动中,王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液,如图所示.要求同学们进行探究:确认这瓶溶液究竟是什么溶液?
【提出猜想】王老师提示:这瓶无色溶液只能是下面四种溶液中的一种:
①硫酸镁溶液②硫酸钠溶液③硫酸溶液④硫酸铵溶液
【查阅资料】(1)常温下,相关物质的溶解度如下:
| 物质 | MgSO4 | Na2SO4 | (NH4)2SO4 | H2SO4 |
| 溶解度 | 35.1g | 19.5g | 75.4g | 与水以任意比互溶 |
(3)含NH4+的盐与碱混合受热,会放出NH3
【实验探究】(1)通过查阅资料,小明同学认为猜想②不成立,原因是______.
(2)为确定其他几种猜想是否正确,小明同学继续进行探究:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取该溶液少许于试管中,向其中滴加几滴______溶液 | 溶液中有白色沉淀生成 | 猜想①成立 |
| ②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上,和比色卡对照 | 溶液的pH小于7 | 猜想③成立 |
(3)请你设计实验方案,确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取该溶液少许于试管中, ______ | ______ | 猜想④成立,该反应的化学方程式______ |
硫酸铵的制备:工业上用硫铁矿(主要成分是FeS2),经过沸腾焙烧炉内通空气燃烧生成SO2和Fe2O3,SO2经催化剂和氧气的共同作用在接触室内转化为SO3,最后SO3在吸收塔内和水的共同作用转化为H2SO4.实验室就是用制得H2SO4溶液中通NH3相互化合制得一瓶上述132g20%(NH4)2SO4溶液.(反应中不考虑物质的损耗)思考:①在工业上要把硫铁矿先碾成粉末再反应的原因是______.②要制得132g20%(NH4)2SO4溶液,需含40% FeS2的硫铁矿的质量是______ g. 查看习题详情和答案>>
【提出猜想】王老师提示:这瓶无色溶液只能是下面四种溶液中的一种:
①硫酸镁溶液②硫酸钠溶液③硫酸溶液④硫酸铵溶液
【查阅资料】(1)常温下,相关物质的溶解度如下:
| 物质 | MgSO4 | Na2SO4 | (NH4)2SO4 | H2SO4 |
| 溶解度 | 35.1g | 19.5g | 75.4g | 与水以任意比互溶 |
(3)含NH4+的盐与碱混合受热,会放出NH3
【实验探究】(1)通过查阅资料,小明同学认为猜想②不成立,原因是______.
(2)为确定其他几种猜想是否正确,小明同学继续进行探究:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取该溶液少许于试管中,向其中滴加几滴______溶液 | 溶液中有白色沉淀生成 | 猜想①成立 |
| ②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上,和比色卡对照 | 溶液的pH小于7 | 猜想③成立 |
(3)请你设计实验方案,确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取该溶液少许于试管中, ______ |
______ |
猜想④成立,该反应的化学方程式______ |
硫酸铵的制备:工业上用硫铁矿(主要成分是FeS2),经过沸腾焙烧炉内通空气燃烧生成SO2和Fe2O3,SO2经催化剂和氧气的共同作用在接触室内转化为SO3,最后SO3在吸收塔内和水的共同作用转化为H2SO4.实验室就是用制得H2SO4溶液中通NH3相互化合制得一瓶上述132g20%(NH4)2SO4溶液.(反应中不考虑物质的损耗)思考:①在工业上要把硫铁矿先碾成粉末再反应的原因是______.②要制得132g20%(NH4)2SO4溶液,需含40% FeS2的硫铁矿的质量是______ g.
[实验准备]甲、乙两位同学先与指导老师领取必要仪器和药品,并组装了下图气体发生装置:
[对比实验]甲同学将制得的CO2气体通入一支盛有澄清石灰水的试管中产生白色沉淀后立即停止通气。(2)甲同学实验时,试管内发生的化学反应方程式为:________________;乙同学也将制得的CO2气体通入另一支盛有澄清石灰水问题的试管中,产生白色沉淀后,继续较长时间通入气体,发现沉淀逐渐溶解,溶液最后变为澄清。
[问题提出] 乙同学实验最后得到的澄清溶液中的主要成分是什么?有哪些化学性质?带着问题,经老师点拨指导,两位同学设计了下面的方案探究:
方案(一):取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中,用胶头滴管滴入Na2CO3溶液,产生白色沉淀。经过滤将白色沉淀取出洗涤、干燥后置于另一支试管中,滴入稀盐酸,发现产生气泡,用燃烧木条伸入试管中,火焰熄灭。
方案(二):取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中,用胶头滴管滴入稀盐酸,发现产生气泡,用燃烧木条伸入试管中,火焰熄灭。
方案(三):取乙所得的澄清溶液少量注入一支试管中,加热至沸腾,有气泡冒出,并用湿润的紫色石蕊试纸放在试管口,试纸变红,溶液同时变浑浊。冷却后滴入稀盐酸,沉淀溶解,产生气泡,用燃着木条伸入试管,火焰熄灭。
[推测判断] (3)方案(一)中的白色沉淀是____________(填化学符号或名称均可,下同),由此可推断乙所得的澄清溶液中含有的阳离子是________(H+除外)。
(4)方案(二)中产生的气体是____________,由此可以推断乙所得的澄清溶液中含的阴离子是_________(OH-除外)。
(5)甲、乙两位同学经过亲手操作实验,并结合九年级化学教材中提到石笋、钟乳石的形成等知识,认为:乙同学实验最后所得的澄清溶液中溶质是__________;其中方案(二)中溶质与稀盐酸反应的化学方程式为_____________________;由方案(三)的现象可推测澄清溶液中的溶质受热可转化为一种不溶盐,又从化学反应必须遵守质量守恒的规则推知:还应生成另外两种物质,此反应属于复分解反应,请写出此化学方程式:_______________________。
[思维拓展] (6)甲、乙两位同学通过本实验,结合曾经学习的“木炭与氧气反应可生成一氧化碳也可生成二氧化碳”的知识,得出一个重要结论:很多化学反应,即使反应条件、反应物相同,但_________不相同。