题目内容
(12分)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)![]()
(1)向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为 。
(2)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为 。
(3)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有______。固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在________。
(4)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4-形式存在,则阳极的电极反应式为_____________。
(5)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是_____________。
(12分)
(1) AlO2— +2H2O +CO2=Al(OH)3↓+HCO3—(2分)
(2)Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe(2分)
(3)HCl和AlCl3 (2分) NaCl(2分)
(4)Al-3e-+4Cl-= AlCl4-(2分)
(5)表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,或致密的氧化铝膜将环境中的电解质溶液与内层金属隔离 (2分)
解析试题分析:(1)滤液中含有AlO2— ,通入CO2,生成Al(OH)3沉淀,离子方程式为:AlO2— +2H2O +CO2=Al(OH)3↓+HCO3—
(2)铝在高温条件下,把Fe2O3还原为Fe,化学方程式为:Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe
(3)因为粗铝中含有氢气,所以与Cl2反应生成AlCl3和H2,AlCl3在181℃升华,所以气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3;粗铝中含有Na,与Cl2反应生成NaCl,NaCl熔点为801℃,所以浮渣中肯定存在NaCl。
(4)Al失电子生成AlCl4-,电极方程式为:Al-3e-+4Cl-= AlCl4-
(5)Al在空气中与O2反应生成Al2O3,表面形成的致密氧化铝膜,能防止钢材腐蚀。
考点:本题考查化学工艺流程的分析、方程式的书写、电解原理。
铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品:![]()
请回答下列问题:
(1)检验固体铁的氧化物中铁的化合价,应使用的试剂是 (填标号)
| A.稀硫酸 | B.稀硝酸 | C.KSCN溶液 | D.酸性高锰酸钾溶液 |
(3)Fe2O3与KNO3和KOH的混合物加热共融可制得高铁酸鉀。完成并配平下列化学方程式:
□Fe2O3+□KNO3+□KOH——□ +□KNO2+□ 。
(4)为测定溶液I中铁元素的总含量,实验操作:准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000mol·L—1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。
已知:2Fe3++2I—=2Fe2++I2、I2+2S2O32—=2I—+S4O62—。
①写出滴定选用的指示剂 ,滴定终点观察到的现象 。
②溶液I中铁元素的总含量为 g·L—1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会 (填“偏高”、“偏低”、“不变”)。
总的物质的量为0.50 mol的Fe粉与Al粉混合物分为等质量的两份;在一份中加入足量
的稀盐酸,在标准状况下产生气体a L;在另一份中加入足量的氢氧化钠溶液,在标准状况下产生气体b L。则a+b的数值不可能是
| A.5.6 | B.7.3 | C.8.2 | D.11.2 |
我国化工专家侯德榜,勇于创新,改进氨碱法设计了“联合制碱法”,为世界制碱工业作出了突出贡献。请完成下列问题:
(1)“联合制碱法”制得的“碱”是 (填化学式)。
(2)氨碱法和联合制碱法是两大重要的工业制碱法,下列表达中,不正确的是 。
| | | 氨碱法 | 联合制碱法 |
| A | 原料 | 食盐、氨气、生石灰 | 食盐、氨气、二氧化碳 |
| B | 可能的副产物 | 氯化钙 | 氯化铵 |
| C | 循环物质 | 氨气、二氧化碳 | 氯化钠 |
| D | 评价 | 原料易得;设备复杂;能耗高 | 原料利用率高;废弃物少 |
某实验小组,利用下列装置模拟“联合制碱法”。
(3)取上述仪器连接装置,顺序为:(a)接( )、( )接( );(b)接( );
检验气密性后装入药品,应该先让 装置(填上述字母)先发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是 ,D中应选用的液体为 ;
(5)C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为 。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)。