题目内容

（15分）用磷灰石制磷肥的副产品六氟硅酸钠(Na2SiF6)可制冰晶石(Na3AlF6)，冰晶石是电解铝的助熔剂,可降低氧化铝的熔点。下图是工业制铝的流程图：

（1）工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程需__________个环节，第一步反应的方程式______________________________________________________________
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________溶液，滤渣是________    。
（3）分解脱硅和合成冰晶石化学反应方程式分别为：_________________、____________________。
（4）工艺过程中③和④的目的是_____________________，碳酸钠和二氧化碳是否够用               。
（5）电解Al2O3制Al时，I=200kA，一天制Al 1．430 t，电解效率是多少？         

（1）三   Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O          
（2）NaF       SiO2
（3）2Na2CO3+Na2SiF6=SiO2↓+2CO2↑+ 6NaF    6NaF +NaAlO2+2CO2=Na3AlF6↓+2Na2CO3    
（4）Na2CO3和CO2循环使用     理论正好，因有损耗均需补充
（5）88．7% 

解析试题分析：（1）工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程，首先加足量的NaOH溶液，使Al转化为AlO2-,再向该溶液中加足量的硝酸或硫酸，这时Al变为Al3+．然后加入足量的氨水得到Al(OH)3沉淀，将其过滤出来，洗涤干净并烘干。最后灼烧Al(OH)3得到纯净的Al2O3。因此需要三个环节。第一步反应的方程式Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。（2）该制备工艺中有两次过滤操作，有流程图可知：在过滤操作①的滤液是NaF；滤渣是SiO2；（3）分解脱硅化学反应方程式是2Na2CO3+Na2SiF6=SiO2↓+2CO2↑+ 6NaF；合成冰晶石化学反应方程式分别为：6NaF +NaAlO2+2CO2=Na3AlF6↓+2Na2CO3 ；（4）工艺过程中③和④的目的是Na2CO3和CO2循环使用，提高物质的利用率、节能、环保。由第三步的方程式可知在理论上碳酸钠和二氧化碳恰好完全反应。而在实际应用使由于物质的利用率不可能100%，所以均需补充。（5）一天制Al 1．430 t，n(e-)=1．430×106g÷27g/mol×3=1．6×105mol．电量Q=1．6×105×6．02×1023×1．6×10-19=1．54×1010,消耗的电能n(e-)=2×105×3600×24=1．73×1010，所以电解效率是（1．54×1010÷1．73×1010）×100%=88．7%．
考点：考查物质的制备、混合物的分离、化学方程式的书写、电解效率等知识。

练习册系列答案
相关题目

关于下列各装置图的叙述中，不正确的是

A．装置①中，d为阳极，c为阴极
B．装置②可用于收集H2、CO2、Cl2、NO2等气体
C．装置③中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气或氯化氢，并防止倒吸
D．装置④可用于干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气

高氯酸铵可用于火箭推进剂，实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图)，其实验流程如下：


（1）氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为              。
（2）80℃时浸取液冷却至0℃过滤，滤渣的主要成分为           （写化学式）。
（3）反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为            。
（4）已知：2NH4ClO4 N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O，现可提供下列试剂：
a.饱和食盐水   b.浓H2SO4   c.NaOH溶液   d.Mg   e.Cu   f.Fe
利用下图装置对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分步吸收或收集。

①E中收集到的气体可能是       (填化学式) 。
②装置D的作用可能是         。
③A、B、C中盛放的药品依次可以是          (选填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b d     Ⅱ. c b e     Ⅲ. b c f

化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如下图)，用环己醇制备环己烯。
已知：

 
密度(g/cm3)
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
－103
83
难溶于水

(1)制备粗品
将12.5 mL环己醇加入试管A中，再加入1 mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片（防止爆沸），缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①导管B除了导气外还具有的作用是________。
②试管C置于冰水浴中的目的是______________________________。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在________层(填“上”或“下”)，分液后用________(填入编号)洗涤。
A．KMnO4溶液         B．稀H2SO4            C．Na2CO3溶液

②再将环己烯按上图装置蒸馏，冷却水从________口进入(填“g”或“f”)。蒸馏时要加入生石灰，其目的是_____________________________________。
③收集产品时，控制的温度应在________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是________。
A．蒸馏时从70 ℃开始收集产品
B．环己醇实际用量多了
C．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是________。
A．分别加入酸性高锰酸钾溶液
B．分别加入用金属钠
C．分别测定沸点

硫酸亚锡（SnSO4）、四氯化锡（SnCl4）常用于印染和电镀工业。
（1）某研究小组设计SnSO4制备路线如下：

已知：酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2＋、Sn4＋两种主要存在形式，Sn2＋易被氧化；SnCl2极易水解。
①SnCl2酸溶后加入Sn粉的作用是                       ；
②步骤Ⅱ中用到的玻璃仪器除烧杯外还有             ；步骤Ⅳ中需要洗涤固体SnO中含有的杂质，检验SnO中的Cl－是否洗涤干净的操作为     。
③步骤Ⅴ涉及到的操作有：a.过滤  b.洗涤  c.蒸发浓缩  d.冷却结晶  e.低温干燥，则其正确的操作顺序为                       。
（2）实验室拟用以下装置，用熔融的金属锡与干燥纯净的氯气制取无水SnCl4（SnCl4熔点－33℃，沸点114.1℃，遇潮湿空气极易水解），此反应过程放出大量的热。

①装置C中应加入试剂为          ；仪器E的名称为         。
②反应开始生成SnCl4时，可以先熄灭        （填字母序号）处的酒精灯，理由是           。
③该实验装置设计尚存在缺陷，改进的方法是（包括仪器、试剂及连接位置等）           。

（9分）某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时，从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，该小组设计了如下实验。请回答相关问题。
（1）为了探究SO2能否使品红褪色，该同学选择了正确的药品后，设计了如下图所示实验装置，请指出实验装置图设计中的不合理之处。

①                                                 ；  
②                                                。
（2）该同学选择了正确装置后，实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红仍不褪色。为此，你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是     。
（3）该同学进一步实验如下：取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中，再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体，两支试管中的品红都褪色，他得出结论：使品红褪色的微粒肯定是HSO3-或SO32-。你认为他的结论是否正确     ， 其理由是     。
（4）再用以下装置探究SO2的某些化学性质。

①装置乙的作用是     。
②若X为Na2S溶液，观察到溶液中出现淡黄色浑浊，说明SO2具有     。
a．氧化性      b．还原性      
c．漂白性      d.不稳定性
③若试剂X为Ca(ClO)2溶液，可观察到白色沉淀生成，完成该过程的离子方程式：
Ca2＋+ClO－+SO2+H2O＝     ↓+Cl－+SO42－+    。

（14分）正丁醚（CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3）是一种化工原料，常温下为无色液体，不溶于水，沸点为142.4℃，密度比水小。某实验小组利用如下装置合成正丁醚（其它装置均略去），发生的主要反应为：2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

实验过程如下：在容积为100mL的三颈烧瓶中将5mL浓硫酸、14.8g正丁醇和几粒沸石混合均匀，再加热回流一段时间，收集到粗产品，精制得到正丁醚。回答下列问题：
（1）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是                                          。
（2）实验中冷凝水应从       口出去（填“a”或“b”）。
（3）为保证反应温度恒定在135℃，装置C中所盛液体必须具有的物理性质为                。
（4）加热时间过长或温度过高，反应混合液会变黑，写出用NaOH溶液吸收有毒尾气的离子方程式                                           。
（5）得到的正丁醚粗产品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗涤。该步骤中需要的属于硅酸盐材质的实验仪器是烧杯、玻璃棒、               。该仪器使用前需要             。
（6）将分离出的有机层用无水氯化钙干燥，过滤后再进行                  （填操作名称）精制得到正丁醚。
（7）本实验最终得到6.50g正丁醚，则正丁醚的产率是                        。

《实验化学》
甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下：
+ 2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O
+ HCl+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中，在100 ℃时， 反应一段时间，再停止反应，并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
             
图1回流搅拌装置                          图2抽滤装置  
⑴实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有     、烧杯；操作Ⅱ的名称为     。
⑵如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，若无此操作会出现的危害是     。
⑶在操作Ⅲ中，抽滤前需快速冷却溶液，其原因是     ；如图2所示抽滤完毕，应先断开     之间的橡皮管。
⑷纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL溶液，取其中25.00 mL溶液，进行滴定 ，消耗KOH物质的量为2.4×10－3 mol。产品中苯甲酸质量分数为     。

无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂，还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁，设计装置如下

通过查阅相关资料可知：
①在持续高温500℃时，铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2，在温度较低时可生成FeCl3；
②FeCl3熔沸点低，易升华。
根据以上信息回答相关的问题
（1）abc仪器组合成制取氯气的装置，反应无需加热，请写出a容器内所发生的化学反应方程式                         。
（2）d、e盛装的药品分别是         和          ，f、g的作用是             。
（3）反应器为硬质玻璃管，纯净铁粉与氯气在500℃左右反应。
①化学反应方程式为                                    
②实验操作顺序是：组装仪器、               、装入药品、                   、               、停止加热、关闭c的活塞。
（4）实验小组记录的实验现象如下：

 
观察到的部分现象
第一次实验
反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体
第二次实验
反应器中有绿色晶体，g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体
第三次实验
反应器中有绿色晶体，g瓶有黄绿色气体
 
①第一次实验，发现e瓶没有盛装任何药品，所以得到红色固体，其原因是         。
②第二次实验，g瓶有红棕色的烟，其原因是                      。
（5）第三次实验得到的固体，最可能含有微量杂质是                  ，如果需要配制约2～3mol/L的染料还原剂溶液，则无需除去，理由是                       。

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