题目内容

12．用含有Al2O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2（SO4）3•18H2O．制备步骤如下（部分操作和条件略）：
I．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
II．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
III．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
IV．加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
V．浓缩、结晶、分离，得到产品．
（1）步骤Ⅰ过滤得到沉淀的主要成分SiO2（填化学式），H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是Al2O3+6H+=2Al3++3H2O．
（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3
开始沉淀时3.46.31.5
完全沉淀时4.78.32.8
注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1
根据表中数据解释步骤II的目的pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀．
（3）己知：一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成黄绿色气体．反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl2+2H2O+Cl2↑
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是除去过量的MnO4-．

分析 （1）Al2O3、FeO•xFe2O3能与硫酸反应，而SiO2不与硫酸反应，硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水；
（2）铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5～2.8，铝离子开始沉淀pH为3.4，亚铁离子开始沉淀的溶液pH大于铝离子完全沉淀pH，向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，所以调节溶液的pH约为3，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离；
（3）①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
②MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去．

解答 解：（1）Al2O3、FeO•xFe2O3能与硫酸反应，而SiO2不与硫酸反应，步骤Ⅰ过滤得到沉淀的主要成分为：SiO2，硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
故答案为：SiO2；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5～2.8，铝离子开始沉淀pH为3.4，亚铁离子开始沉淀的溶液pH大于铝离子完全沉淀pH，向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，所以调节溶液的pH约为3，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离，步骤II的目的：pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀，
故答案为：pH约为3时，Fe2+和Al3+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀；
（3）①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl2+2H2O+Cl2↑，生成的氯气是黄绿色气体，能说明沉淀中存在MnO2，
故答案为：生成黄绿色气体；MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ MnCl2+2H2O+Cl2↑；
②MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去，
故答案为：除去过量的MnO4-．

点评 本题考查实验制备方案，侧重考查学生对原理及操作的分析评价、对数据的分析运用、物质的分离提纯等，需要学生具备知识的基础，难度中等．

练习册系列答案
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18．下列的实验事实和解释或结论都正确的是（　　）
选项实验事实解释或结论
A2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）△H＞0
在室温下能自发进行		这是一个熵增的反应
B向0.1mol•L-1的氨水中通入少量氨气，溶液的pH减小电离平衡向逆方向移动，溶液中的c（OH-） 减小
C锌与稀硫酸反应过程中，开始反应后速率逐渐增大该反应是放热反应
D已建立平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动反应物的浓度一定降低
A．AB．BC．CD．D
3．工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为Cu，操作1为过滤．
（2）加入H2O2的作用是（用离子方程式表示）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入氨水的作用是调节溶液的pH使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀．
（3）充分焙烧的化学方程式为4CoC2O4?2H2O+3O2$\frac{\underline{\;焙烧\;}}{\;}$2Co2O3+8 H2O+8CO2．
（4）已知Li2CO3微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表．操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是减少Li2CO3的溶解损失，90℃时Ksp（Li2CO3）的值为4.0×10-3．
温度/℃10306090
浓度/mol•L-10.210.170.140.10
（5）用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为2CO32--4e-=O2↑+2CO2↑．
20．某溶液中，可能含有以下离子中的若干种：Cl-，Mg2+，Ba2+，CO32-，SO42-，Na+现取相同质量的两份各加100mL溶液进行如下实验：
第一份加入硝酸银溶液有沉淀
第二份加入足量的氯化钡溶液，得沉淀物8.6g，经足量硝酸洗涤干燥后，沉淀质量为4.66g，在所得滤液中加入硝酸银溶液有沉淀生成．根据上述实验判断：
（1）肯定存在的离子有Na+、CO32-、SO42-，肯定不存在的离子有Mg2+、Ba2+，可能存在的离子有Cl-．写出8.6g沉淀物被硝酸溶解时发生的离子方程式BaCO3+2H+═Ba2++H2O+CO2↑．
（2）100mL溶液中Na+的物质的量为≥0.08mol．
7．下列有关生活中的化学，说法不正确的是（　　）
A．食用植物油的主要成分是高级不饱和脂肪酸甘油酯
B．福尔马林可制备标本是利用了使蛋白质变性的性质
C．棉花和蚕丝的主要成分都是纤维素
D．银氨溶液可以用于区分麦芽糖和蔗糖
17．Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu（NO3）2、CuSO4、NO2、NO和H2O．当产物n（NO2）：n（NO）=1：1时，下列说法不正确的是（　　）
A．反应中Cu2S只做还原剂
B．参加反应的n（Cu2S）：n（HNO3）=1：5
C．产物n[Cu（NO3）2]：n[CuSO4]=1：1
D．1 molCu2S参加反应时有10 mol电子转移
4．NaCl和NH4Cl共同存在时的溶解度曲线如图所示，利用NaCl和NH4Cl溶解度的差异，向混合溶液中通入某种气体，同时加入磨细的食盐，有利于析出NH4Cl．以下说法中正确的是（　　）
A．0℃时，饱和的NaCl和NH4Cl混合溶液中，NaCl的物质的量浓度是NH4Cl的2倍
B．30℃时，饱和的NaCl和NH4Cl混合溶液中，两者的物质的量浓度相等
C．通入的气体可能是NH3，控制在0～10℃结晶出NH4Cl
D．通入的气体可能是CO2，控制在30～40℃结晶出NH4Cl
1．用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
A．71g氯气与过量的FeCl2溶液完全反应转移的电子数为2NA
B．1 mol甲基（-14CH3）所含中子数为9NA
C．在标准状况下，2.24L四氯甲烷所含的分子数为0.1NA
D．2L 0.1mol/L 的醋酸钠溶液中，所含离子总数是0.2NA
2．下列说法正确的是（　　）
A．密闭容器中充入1mol N2和3mol H2可生成2mol NH3
B．改变条件不能改变可逆反应的限度
C．当某反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态
D．当某反应达到限度时，反应物和生成物的浓度一定相等

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