题目内容

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图所示，请回答下列问题：
（1）固体X中含有的物质为
 
．
（2）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为
 
．
（3）流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为
 
．
（4）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入
 
?（填试剂名称），现象为
 
．
（5）从操作流程上来看，流程
 
（填“甲”或“乙”）更为简单．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：根据工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，据此解答即可．
解答： 解：由工艺流程甲可知，铝土矿与盐酸反应得固体A为滤液B，则固体A为SiO2，滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁，滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠，所以向滤液D中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，沉淀F为Al（OH）3，滤液E中含有NaCl、NaHCO3；
根据工艺流程乙可知，铝土矿中的Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应，可知固体X为Fe2O3、MgO等，滤液Y为硅酸钠、偏铝酸钠，滤液中通入过量二氧化碳，沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，滤液K中含有NaHCO3，
（1）根据以上分析，固体X中含有的物质为Fe2O3、MgO，故答案为：Fe2O3、MgO；
（2）Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水，氧化物不能拆，离子方程式为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；
（3）二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，二氧化硅不能拆，故离子反应方程式为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（4）Fe3+与硫氰化钾溶液反应，使溶液变红色，检验滤液B中是否含Fe3+离子的方法为：取少量滤液B，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，故答案为：硫氰化钾； 溶液变红色；
（5）根据反应流程，乙反应步骤少更为简单，故答案为：乙．
点评：本题以氧化铝提取工艺流程为载体，考查无机物推断、元素化合物性质及相互转化、除杂的方法、离子方程式、离子的检验等，难度中等．
练习册系列答案
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有机物A、B、C、D、E之间发生如图1的转化：

已知A含6个C原子，B、C、D都含2个C原子．A在酒化酶作用下发生的反应中，分子个数关系为：A-→2B+2甲
（1）请写出下列转化的反应方程式
①（C6H10O5）n→A：
 
．②A→B：
 
；③B→C：
 
．
（2）有机物B和D在浓硫酸和加热条件下反应的化学方程式为：
 
，反应类型为：
 
．
（3）实验室用图2所示的装置制取E，请回答下列问题：
①a试管中浓硫酸的作用是：
 
；
②b试管中饱和Na2CO3溶液的主要作用：
 
．
③反应结束后振荡b试管，出现的现象为：
 
．
在溶有氨的CaCl2（aq）中通入过量的CO2，生成的CaCO3沉淀量最终是否因过量的CO2而转化为Ca（HCO3）2而是沉淀消失？
下列实验操作中错误的是（　　）
A、蒸馏操作时，冷凝水的方向应当由下往上
B、分液操作时，首先要打开分液漏斗的上口活塞，或使活塞上的小孔与上口部的小孔对准，然后进行分液
C、提取碘水中的碘单质时，应选择有机萃取剂，如酒精
D、萃取分液后，要得到被萃取的物质，通常还要进行蒸馏
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：
难溶电解质Mg（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
溶解度/g9×10-41.7×10-61.5×10-43.0×10-9
在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子．例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+，先将混合物溶于水，加入一定量的H2O2，将Fe2+氧化成Fe3+，调节溶液的pH=a，过滤结晶即可．
请回答下列问题：
（1）上述三种除杂方案都能够达到很好的效果，Fe3+、Fe2+都被转化为
 
（填化学式）而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择
 
为宜，其原因是
 
．
（3）②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为
 
．
（4）已知Fe（OH）3的Ksp=1×10-35mol4/L4；化学上通常认为残留在溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L时，沉淀完全．方案③中a最小值为
 
．
（5）下列与方案③相关的叙述中，正确的是
 
（填字母）．
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH=a可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu2+可以大量存在于pH=a的溶液中
E．在pH＞a的溶液中Fe3+一定不能大量存在．
现代社会中铜在不同领域有广泛的应用．某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下．其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段．

已知：反萃取后的水层2是硫酸铜溶液．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生多步反应，除了发生Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O和Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O反应外，其它反应的离子方程式为
 
．
（2）检验滤液中是否含有Fe3+的方法是
 
．
（3）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐，若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式
 
．
（4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式
 
_．
（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分的化学式是
 
．
（6）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料，可采用火法溶炼工艺生产铜，该工艺的中间过程会发生反应：Cu2S+2Cu2O═6Cu+SO2↑．该反应中，
 
 （填化学式）作还原剂，每生成1mol Cu，反应中转移电子的物质的量为
 
．
自然界中，锰的主要矿石有软锰矿（主要成分MnO2）和菱锰矿（主要成分MnCO3），金属锰的提炼方式主要有火法和湿法两种．
（1）火法炼锰可用铝与软锰矿高温反应进行．该反应的化学方程式是
 
．
湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法．电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收．其生产工艺流程如图：

已知：①菱锰矿中主要杂质是Fe2+、Co2+、Ni2+．②生成氢氧化物的pH如表：
     物质Fe（OH）2Ni（OH）2Co（OH）2Mn（OH）2
 开始沉淀pH7.57.77.68.3
 完全沉淀pH9.78.48.29.8
③有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据（pKsp=-lgKsp）
  难溶物质Fe（OH）3Ni（OH）2Co（OH）2NiSCoS
     pKsp38.5515.2614.718.4920.40
（2）菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是
 
．
（3）MnO2的作用是除去菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe2+．该除杂过程的离子方程式是
 
．
（4）使用氨水的目的是调整pH值到
 
 （填pH范围，精确到小数点后1位数字）．在“浸出液”中加入硫化铵的是
 
．
（5）电解槽中使用的是惰性电极板，电解反应方程式为
 
．
已知乙二醇通常是无色的液体，易溶于水，密度小于1.1g/cm3，沸点约为198℃．要将水 和乙二醇分离，下列方法最合理的是（　　）
A、蒸馏B、分液C、过滤D、蒸发
饮用水质量是关系人类健康的问题．
（1）氯气是最早用于饮用水消毒的物质，写出其有消毒作用的主要反应的离子方程式为
 
；
（2）写出工业上制取漂白粉的化学方程式：
 
；
（3）ClO2被称为第四代饮用水消毒剂，我国北京永利科技有限公司已用电解法批量生产ClO2．其反应原理为4ClO3-+4H+=4ClO2↑十O2↑十2H2O．试写出两电极反应式阳极
 
；阴极
 
；
（4）相同物质的量的氯气与二氧化氯消毒时转移电子数目之比是
 
；
（5）若将氯气与SO2二者混合，若想使石蕊试液褪色，则n（Cl2）：n（SO2）范围为
 
．

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