题目内容

【题目】【化学—选修2:化学与技术】粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、CaO等。一种利用粉煤灰制取氧化铝的工艺流程如下:

(1)粉煤灰研磨的目的是 。

(2)第1次过滤滤渣的主要成分有 和 (填化学式, 下同),第3次过滤时,滤渣的成分的是 。

(3)在104℃用硫酸浸取时,铝的浸取率与时间的关系如下图1,适宜的浸取时间为 h;铝的浸取率与“助溶剂/粉煤灰”的关系如图2所示,从浸取率角度考虑,三种助溶剂NH4F、KF及其NH4F与KF的混合物,在助溶剂/粉煤灰相同时,浸取率最高的是 (填化学式);用含氟的化合物作这种助溶剂缺点是 (举一例)。

(4)流程中循环使用的物质有 和 (填化学式)。

(5)用盐酸溶解硫酸铝晶体,能够发生的原因是 。

(6)用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是 。

【答案】(1)减小粒度,增大接触面,提高浸取速率和浸取率(2分)

(2)SiO2(1分);CaSO4 (1分);Al(OH)3(1分)

(3)2(1分);NH4F(1分);生成过程中产生HF及NH3等污染环境(2分)

(4)H2SO4(1分);NH4Cl(1分)

(5)通入HCl使AlCl3·6H2O饱和,而Al2(SO4)3不饱和(2分)

(6)使废弃固体资源化利用(2分)

【解析】

试题分析:粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、CaO等,加入硫酸溶液使Al2O3溶解,CaO通过反应生成CaSO4,CaSO4微溶,大部分CaSO4和SiO2一起成为滤渣,过滤后将滤液冷却结晶得Al2(SO4)3,用盐酸溶解Al2(SO4)3,再通入氯化氢得AlCl36H2O晶体和硫酸溶液,过滤得硫酸溶液可以再循环利用,AlCl36H2O晶体溶解后得氯化铝溶液中通入氨气得氢氧化铝沉淀和氯化铵溶液,氯化铵溶液可以循环利用,氢氧化铝沉淀受热分解生成Al2O3。

(1)粉煤灰研磨的目的是减小粒度,增大反应物的接触面积,提高浸取速率和浸出率;

(2)通过以上分析可知,第1次过滤时滤渣的主要成分有SiO2和 CaSO4,第3次过滤时滤渣的成分是Al(OH)3;

(3)根据图1可知,2h时铝的浸出率达到最大值,所以适宜的浸取时间为2h;根据图2可知,在n(助溶剂)/n(粉煤灰)相同时,NH4F助溶剂对铝的浸出率最高,用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是生产过程中会产生污染环境的HF和NH3等;

(4)根据上面的分析可知,流程中循环使用的物质有H2SO4和NH4Cl。

(5)用盐酸溶解硫酸铝晶体,再通入HCl气体,析出AlCl36H2O,该过程能够发生的原因是通入氯化氢使AlCl36H2O达到饱和,而硫酸铝不饱和,便于AlCl36H2O析出;。

(6)用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义在于使废弃固体资源化利用。

练习册系列答案
相关题目

【题目】为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即含C元素0.03%~2.0%铁合金)进行了以下探究活动:

[探究一]

(1)将已去除表面氧化物的铁钉放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是____。

(2)取碳素钢6.0 g于15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用____。

A.KSCN溶液和氯水 B.铁粉和KSCN溶液C.浓氨水D.酸性KMnO4溶液

②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。

[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.089 3 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是________________________。

(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的______________(用化学方程式表示)。

(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于________(填序号)。

A.A之前 B.A—B间 C.B—C间 D.C—D间

(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是____________________。

【题目】[化学—选修3:物质结构与性质] 化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。

(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为____ ,基态Cu3+的核外电子排布式为_ _______。

(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为____(填选项字母)。

A.V2O5

B.CrO2

C.PbO

D.ZnO

(3)屠呦呦因在抗疟药——青蒿素研究中的杰出贡献,成为首获科学类诺贝尔奖的中国人。青蒿素的结构简式如图l所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ;碳原子的杂化方式有____ 。

(4)“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为 。

②H2O的VSEPR模型为 ,比较键角的大小:H2O CH4(填“>”“<”或“=”),原因为 。

(5)锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景,该电池负极材料为石墨,石墨为层状结构(如图3),其晶胞结构如图4所示,该晶胞中有 个碳原子。已知石墨的层间距为apm,C-C键长为b pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则石墨晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网