题目内容

3．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下：

请回答下列问题：
（1）滤液Y中通入过量CO2的离子方程式为SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液（填试剂名称）．
（3）列举氧化铝的工业用途之一冶炼铝．
（4）指出流程乙的一个缺点是化铝中含有二氧化硅杂质．
（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X．已知每转移6.02×1023个电子，有0.5mol化合物X生成，此反应的化学方程式Al2O3+N2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO．

分析 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、NaOH，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，以此来解答．

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NaOH，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）向滤液Y中通入少量CO2时生成的沉淀Z为Al（OH）3、硅酸，发生反应的离子方程式为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-，AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，
故答案为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-，AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液，看溶液是否出血红色，
故答案为：硫氰化钾溶液；
（3）工业上常用电解氧化铝的方法冶炼铝，
故答案为：冶炼铝；
（4）根据上面的分析可知，流程乙得到Z为Al（OH）3、硅酸，加热分解得到的氧化铝中含有二氧化硅杂质，
故答案为：氧化铝中含有二氧化硅杂质；
（5）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料AlN与一种中学常见气体X，根据元素守恒可知X中应含有氧元素和碳元素，已知每转移6.02×1023个电子即1mol电子，有0.5mol化合物X生成，由电子转移守恒，可得在X中C的化合价为$\frac{1mol}{0.5mol}$=2，所以X是CO，所以该反应的化学方程式为Al2O3+N2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO，
故答案为：Al2O3+N2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO．

点评 本题以氧化铝提取工艺流程为载体考查混合物分离实验方案的设计，为高频考点，涉及无机物推断、元素化合物性质及相互转化、除杂的方法、离子方程式等，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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13．下列说法正确的是（　　）
A．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既可表示微粒数，又可表示物质的量
B．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H不同
C．书写热化学方程式时，不仅要写明反应热，还要注明各物质的聚集状态
D．凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
14．反应4A（s）+3B（g）═2C（g）+D（g），经过2min，B的浓度减少0.6mol/L，对此反应速率的表示正确的是（　　）
A．在这2 min内A浓度减少了0.8 mol/L
B．分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3：2：1
C．在2 min末的反应速率，用B表示是：0.3 mol/（L•min）
D．在这2 min内用D表示的化学反应速率为：0.2mol/（L•min）
11．标况下，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，充分反应后，下列叙述不正确的是（设试管中的溶质不往试管外扩散）（　　）
A．此反应中水既不是氧化剂又不是还原剂
B．试管内溶液中溶质的物质的量浓度为$\frac{1}{22.4}$mol/L
C．溶液体积占试管容积的三分之二
D．若将试管中的气体换为氯化氢或者氨气，则水充满试管
18．三氯化磷（$\stackrel{+3}{P}$Cl3）和三氯氧磷（POCl3）是两种遇水会强烈水解的物质．PCl3是合成药物的重要化工原料；POCl3用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂，还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料．
Ⅰ．白磷和Cl2化合制PCl3
已知白磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5；PCl3遇O2会生成POCl3；POCl3能溶于PCl3．实验室制取PCl3的装置示意图和有关数据如下：
物质熔点/℃沸点/℃密度/g•cm-3
白磷44.1280.51.82
PCl3-11275.51.574
POCl32105.31.675
实验过程中要加入白磷、通入C02、通入Cl2、加热，实验时具体的操作顺序是：打开K2，使体系中充满CO2，再加入白磷，打开K1，通入氯气，再加热．
（1）干燥管中碱石灰的作用是吸收多余的氯气和空气中的水蒸气．
（2）PCl3强烈水解的产物是H3PO3和HCl，PC13遇水所得溶液中除OH-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是c（H+）＞c（Cl-）＞c（H2PO3-）＞c（HPO32-）（己知亚磷酸H3PO3是二元弱酸：H3PO3?H++H2PO3-，H2PO3-?H++HPO32-）．
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl3、PC15等，PC15先用白磷除去后，再用C方法除去PC13中的POCl3制备纯净的PCl3．
A．萃取     B．过滤     C．蒸馏          D．蒸发结晶
Ⅱ．氯化水解法生产POC13
主要反应是：PC13+C12+H20═POC13+2HCl，流程如下：

（1）若将0.01mol POCl3加到水中水解，再与含2.4gNa0H的溶液混合充分反应，并配成1L的溶液，取出少量的溶液于试管中，再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液，则先产生的沉淀是AgCl[已知Ksp（Ag3PO4）=1.4×10-16，Ksp（AgCl）=1.8×10-10]．
（2）通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
A．取ag产品于锥形瓶中，加入足量Na0H 溶液，再加稀硝酸至酸性．
B．向锥形瓶中加入0.1000mol/L的AgN03溶液40.00mL，使Cl-完全沉淀．
C．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖．
D．加入指示剂，用cmol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积bmL．
己知：AgSCN是白色沉淀，Ksp（AgSCN）=2×10-12
①滴定选用的指示剂是B（填字母序号），滴定终点的现象为溶液由无色变为血红色，且30s不褪色．
A．FeCl2     B．NH4Fe（SO4）2     C．淀粉          D．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确．如无此操作，所测Cl元素含量将会偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为$\frac{35.5（4-bc）}{1000a}$．
8．实验室保存下列物质的方法中，不正确的是（　　）
A．将NaOH溶液存放于磨口玻璃塞的试剂瓶
B．液溴应保存在棕色磨口玻璃塞的试剂瓶中，并加少量水进行水封
C．为防止被氧化，FeSO4溶液存放在加有少量铁粉的试剂瓶中
D．硝酸应装在棕色瓶中密封避光保存
15．下列实验操作能达到预期目的是（　　）
A．向某无色溶液中加BaCl2溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，说明原溶液中一定有SO42-
B．向某无色溶液中加入盐酸，有无色无味的气体产生，则说明原溶液中一定有CO32-
C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴加氯水，变红，说明原溶液一定有Fe2+
D．向某无色溶液中加浓NaOH溶液并加热，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，则说明原溶液中一定有NH4+
12．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（　　）
A．含0.2mol H2SO4的浓硫酸与足量Cu在加热条件下反应，生成SO2的分子数为0.1NA
B．标准状况下11.2L O3和CO2混合气体中含原子数为1.5NA
C．100mL 2mol•L-1的NaHSO3溶液中，HSO3-和SO32-数目之和为0.2NA
D．KClO3+6HCl（浓）═KCl+3Cl2↑+3H2O中，生成1.5mol Cl2转移电子数为3NA
8．下列关于乙酸的说法正确的是（　　）
A．酸性比碳酸弱B．可以使紫色石蕊试液变红
C．难溶于水D．能被氧化为乙醛

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