题目内容
铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是___________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是__________________________________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。
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①该电解槽的阳极反应式是__________________________。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因
_______________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口______(填写“A”或“B”)导出。
【答案】
(1)2Al2O3
4Al+3O2↑
(2)2Al+2OH-+2H2O=
+3H2↑
(3)①4OH--4e-=2H2O+O2↑
②H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大
③B
【解析】离子交换膜法电解提纯KOH时,阳极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极反应为:4H2O+4e-=4OH-+2H2↑。电解过程中阳极附近的K+通过阳离子交换膜向阴极移动,含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后,阴极附近K+、OH-浓度变大,从B处(阴极区)得到溶液蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备
FeSO4·7H2O晶体:
① 将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2至3遍;
② 向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50-80℃之间至铁屑耗尽;
③ 趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④ 待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2-3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤ 将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。
请回答下列问题:
⑴ 实验步骤①的目的是____________________,加热的作用是__________________。
⑵ 实验步骤②明显不合理,理由是_______________________________。
⑶ 实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是______________;______________。
⑷ 经查阅资料后发现,硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O、和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体)。
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
| 温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 56.7 | 60 | 64 | 70 | 80 | 90 | ||
| 溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.2 | 35.3 | 35.6 | 33.0 | 30.5 | 27 | ||
| 析出晶体 | FeSO4·7H2O | FeSO4·4H2O | FeSO4·H2O | |||||||||
请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。
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⑸ 若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O,应控制的结晶温度(t)的范围为________。