题目内容

明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O + 3S = 2K2SO4 + 2Al2O3 + 9SO2 + 48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是       。
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是       。
（3）Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如图所示，该晶体中Al的配位数是       。

（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是       。
（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时：
2SO2（g）+ O2（g）2SO3（g）          △H1 = －197 kJ /mol；
H2O（g）H2O（l）                   △H2 = －44 kJ/mol；
2SO2（g）+ O2（g）+ 2H2O（g）=2H2SO4（aq） △H3 = －545 kJ/mol。
则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是           。
焙烧948 t明矾（M =" 474" g/mol），若SO2的利用率为96%，可产生质量分数为98%的硫酸     t。

（1）S （2分）
（2）蒸发结晶（2分）
（3）4 （2分）
（4）Al+3NiO(OH)+H2O==NaAlO2+3Ni(OH)2 （3分）
（5）SO3(g)+H2O(l)==H2SO4(aq), ΔH="-130" KJ/mol （3分）    　432t （3分）

解析试题分析：本题氧化还原反应、物质的分离和提纯、物质的结构等知识点融合到工艺过程中，还考查了原电池原理及热化学方程式的书写，难度适中。
考点：氧化还原反应、原电池原理、热化学方程式的书写。

练习册系列答案
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某研究性学习小组就Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。
对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：
甲同学认为是Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色；
乙同学则认为是Na2O2与水反应时产生了H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。
(1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H2O2溶液并振荡。
①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是                          。
②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na2O2与水反应生成了H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？
(2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。

从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为                                   。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为                                   。
(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入       (填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是       (填化学式)，写出该溶质的一种用途：       。
(5)已在298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12。取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝       。

取A、B两份物质的量浓度相等的NaOH溶液，体积均为50 mL，分别向其中通入一定量的CO2后，再分别稀释为100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中的溶质的组成可能是：
①       ；②       ；③       ；④       。
(2)在稀释后的溶液中分别逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生的CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。

①分别加入足量的盐酸后，溶液中的溶质是       ，原NaOH溶液的物质的量浓度是       。
②A曲线表明，通入CO2后，溶液中的溶质是       ，与盐酸反应产生CO2的最大体积是        mL(标准状况)。
③B曲线表明，原NaOH溶液通入CO2后，所得溶质的化学式为       ，其物质的量之比为       。

银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。)
(1)电解精炼银时，阴极反应式为________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________。
(2)固体混合物B的组成为__________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3 ____CuAlO2＋________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________ mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________ L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。

部分铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：
________________________________________________________________。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应： _________________________________________；
负极反应：__________________________________________。

无水硝酸铜极易吸水，加热到210℃升华，它和Cu(NO3)2 ·3H2O晶体的化学性质有较大差异, Cu(NO3)2 ·3H2O晶体加热到170℃分解。已知:乙酸乙酯的沸点为77 ℃。
（1）加热蒸干Cu(NO3)2 溶液得不到无水硝酸铜的原因是_____________。
（2）将铜片加人到N2 O 4的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成NO,写出反应的化学方程式_____________；从乙酸乙醋中分离出无水硝酸铜的实验操作是_____________。
（3）为探究Cu(NO3)2 ·3H2O受热分解的产物，某探究小组利用下图装置进行实验。(图中夹持和加热装置去)

往试管A中加人研细的Cu(NO3)2 ·3H2O体并加热，观察到试管A中有红棕色气生成，最终残留黑色粉末；U型管中有液体生成，在试管B中收集到无色气体。
①当导管口不再有气池冒出时，反应停止，拆除装置的操作首先是______。
②试管B中收集到的气体一定含有______。
（4）锌与Cu(NO3)2溶液能发生反应。在一支试管中注人1 mol·L-1的Cu(NO3)2溶液，再放入一块锌片，观察到在反应初期有大量无色气泡冒出，同时锌片上析出红色固体。该小组猜想气体的成分，并设计的实验步骤，请填写下表。

硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:

(1)实验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有　　　　、玻璃棒和烧杯。“操作Ⅲ”系列操作名称依次为　　　　、　　　　、过滤和洗涤。 
(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为                                           。
(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是                                              。
(4)实验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是　　　　,现象是                                   。
(5)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式:                             。

利用制取硫酸产生的矿渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、Al2O3及SiO2等）制备高纯氧化铁（α-Fe2O3）的工艺流程如下：

（1）“酸浸”过程中Fe3O4发生反应的离子方程式为______________________________。为提高“酸浸”中铁元素的浸出率，除了采用合适的液固比和循环浸取外，适宜的条件还有____________________、____________________。（任举两例）
（2）调节pH至5.5的目的是______________________________________。
（3）滤液②中加入NH4HCO3时需要控制反应温度不能过高，原因是__________________________________________________。（答一点即可）
（4）在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式为_______________________________________________________。

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