题目内容

6．粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：

回答下列问题：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，等物质的量浓度的NH4Fe（SO4）2、NH4Cl、CH3COO NH4的溶液中NH4+的浓度由小到大的顺序为CH3COONH4＜NH4Cl＜NH4Fe（SO4）2
（2）滤渣B的主要成分为SiO2，其与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
（3）已知KSP[Fe（OH）3]=4×10-38，KSP[Al（OH）3]=1×10-33．为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c（Fe3+）、c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH=6用NH4HCO3调节pH的实验原理为（用离子方程式表示）H++HCO3-=H2O+CO2↑．
（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿，得到的晶体主要成份是（填化学式）（NH4）2SO4．第⑤步所加试剂D是NaOH溶液；第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

分析 粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，加入硫酸氢铵加热反应，得到熟料中含有可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，用水浸后，滤液A中含有NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2，滤渣B为SiO2，在滤液A中加入碳酸氢铵调节pH可生成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，滤液C含有（NH4）2SO4，经蒸发结晶得到（NH4）2SO4晶体，Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀加入过量氢氧化钠溶液，得到E为NaAlO2，通入二氧化碳，可生成氢氧化铝沉淀，以此解答该题，
（1）NH4Fe（SO4）2中亚铁离子抑制铵根离子的水解，NH4Cl中只有铵根离子的水解，CH3COONH4中醋酸根离子和铵根离子互促水解；
（2）由以上分析可知B为SiO2，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；
（3）根据KSP[Al（OH）3]=1×10-33；c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，依据溶度积常数计算，碳酸氢根离子和氢离子反应生成二氧化碳和水；
（4）第④步操作为蒸发结晶，可用到酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿等仪器，得到晶体为硫酸铵晶体，第⑤步所加试剂是和氢氧化铝反应得到偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；

解答 解：熟料中含有可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，用水浸后，滤液A中含有NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2，滤渣B为SiO2，在滤液A中加入碳酸氢铵调节pH可生成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，滤液C含有（NH4）2SO4，经蒸发结晶得到（NH4）2SO4晶体，Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀加入过量氢氧化钠溶液，得到E为NaAlO2，通入二氧化碳，可生成氢氧化铝沉淀，
（1）NH4Fe（SO4）2中亚铁离子抑制铵根离子的水解，NH4Cl中只有铵根离子的水解，CH3COONH4中醋酸根离子和铵根离子互促水解，则浓度大小顺序为CH3COONH4＜NH4Cl＜NH4Fe（SO4）2，
故答案为：CH3COONH4＜NH4Cl＜NH4Fe（SO4）2；
（2）由以上分析可知B为SiO2，与氢氧化钠反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：SiO2；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
（3）根据KSP[Al（OH）3]=1×10-33；c（Al3+）均小于或等于1×10-9 mol•L-1可认为完全沉淀，c（OH-）=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-33}}{1×1{0}^{-9}}}$=1×10-8；在酸性溶液中发生H++HCO3-=H2O+CO2↑，
故答案为：6；H++HCO3-=H2O+CO2↑；
（4）第④步操作为蒸发结晶，可用到酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、蒸发皿等仪器，得到（NH4）2SO4晶体，第⑤步所加试剂D是NaOH溶液，得到E为NaAlO2，通入二氧化碳，可生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：玻璃棒；蒸发皿；（NH4）2SO4；NaOH溶液；AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

点评 本题考查物质分离和提纯方法的选择和运用，为高频考点，明确各个流程发生的反应及沉淀和滤液成分是解本题关键，熟悉常见元素化合物结构和性质，题目难度中等．

练习册系列答案
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依据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中肯定含有的是：SO42-、Al3+、Fe2+、NH4+；不能肯定的是：Fe3+．对不能确定是否存在的离子，可以另取X溶液于一支试管中，选择下列试剂中的一种加入X溶液中，根据现象就可判断，则该试剂是：⑤．（选填：①NaOH溶液，②酚酞试剂，③石蕊试剂，④pH试纸，⑤KSCN溶液，⑥KMnO4溶液）
（2）气体F的电子式为：，实验中，可以观察到反应②的现象是：气体由无色变成红棕色．
（3）写出步骤①所有发生反应的离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓、3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O．
17．已知25℃时，CaCO3饱和溶液中c（Ca2+）=5.3×10-5mol•L-1，MgCO3的饱和溶液中c（Mg2+）=2.6×10-3mol•L-1．若在5mL浓度均为0.01mol•L-1的CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入5mL0.012mol•L-1的Na2CO3溶液，充分反应后过滤得到滤液M和沉淀N（不考虑溶液的体积变化），下列说法不正确的是（　　）
A．25℃时，Ksp（CaCO3）=2.8×10-9
B．加入Na2CO3溶液的过程中，先生成CaCO3沉淀
C．滤液M中c（Cl-）＞c（Na+）＞c（Mg2+）＞c（CO32-）＞c（OH-）
D．滤液M中$\frac{c（C{a}^{2+}）}{c（M{g}^{2+}）}$=$\frac{{K}_{sp}（CaC{O}_{3}）}{{K}_{sp}（MgC{O}_{3}）}$
14．下面的原子或原子团不属于官能团的是（　　）
A．NO3-B．-ClC．-OHD．
1．两种微粒的质子数和电子数均相等，下列关于两种微粒间关系说法错误的是（　　）
A．它们可能是不同的分子B．它们可能是不同的离子
C．它们可能互为同位素D．它们可能是分子和离子
11．某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积变化的曲线如图所示．据图判断正确的是（　　）
A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B．a点Kw的数值比c点Kw的数值大
C．b点酸的总浓度小于a点酸的总浓度
D．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
18．下列电离方程式正确的是（　　）
A．NH4Cl?NH4++Cl-B．H2S?2H++S2-
C．K2CO3?2K++CO32-D．CH3COONH4=NH4++CH3COO-
15．二氯化硫（SCl2）熔点-78℃，沸点59℃，密度1.638g/mL，遇水易分解，二氯化硫与三氧化硫作用可生成重要化工试剂亚硫酰氯（SOCl2）．以下是氯气与硫合成二氯化硫的实验装置．

试回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）装置B应盛放的药品是饱和食盐水，C中是浓硫酸．
（3）实验开始前先在D中放一定量的硫粉，加热使硫熔化，然后转动和摇动烧瓶使硫附着在烧瓶内壁形成一薄层表面，这样做的目的是增大反应接触面积．
（4）实验时，D装置需加热至50-59℃．最好采用水浴 方式加热．
（5）二氯化硫分子中各原子均为8电子稳定结构，其电子式为．
（6）在配制一定物质的量浓度的盐酸溶液时，下列操作所配溶液浓度偏低的是CD：
A．配制溶液时，容量瓶中有少量水．
B．使用容量瓶配制溶液时，俯视观察溶液凹液面与容量瓶刻度线相切
C．配制溶液的过程中，容量瓶未塞好，洒出一些溶液．
D．发现溶液液面超过刻度线，用吸管吸出少量水，使液面降至刻度线．
13．有两种有机物Q（）与P（），下列有关它们的说法中正确的是（　　）
A．二者的核磁共振氢谱中均只出现两种峰且峰面积之比为3：1
B．二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
C．一定条件下，二者在NaOH溶液中均可发生取代反应
D．Q的一氯代物只有1种，P的一溴代物有2种

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