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次过滤时滤渣的主要成分有__________、__________（填化学式，下同），第3次过滤时滤渣的成分是__________。
（3）在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间关系如图1，适宜的浸取时间为__________h；铝的浸取率与
的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH4F、KF及NH4F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是__________（填助溶剂化学式）；用含氟的化合物作这种助溶剂的缺点是__________（举一例）。
（4）流程中循环使用的物质有__________。（填化学式）
（5）用盐酸溶解硫酸铝晶体，再通入HCl气体，析出AlCl3·6H2O，请简要说明该过程能够发生的原因____________________。
（6）用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是____________________。
【答案】（1）增大反应物的接触面积，提高浸取速率和浸取率
（2）SiO2；CaSO4；Al(OH)3
（3）2NH4F生产过程中会产生污染环境的HF及NH3
（4）H2SO4；NH4Cl（或NH3和HCl）
（5）通入HCl 使AlCl3·6H2O达到饱和，而Al2(SO4)3不饱和
（6）是废弃固体资源化利用
【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增大反应物的接触面积，提高浸取速率和浸出率；
（2）通过上面的分析可知，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。
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【题目】利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质。工艺流程图及有关数据如下：
物质 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)3 | ZnS | CuS |
Ksp | 5.0×10－20 | 2.0×10－16 | 4.0×10－38 | 1.2×10－23 | 8.5×10－45 |
请回答下列问题：
（1）粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为__________________________，图中处理气体X要能够体现绿色化学思想，还需补充气体______（填化学式）。
（2）若溶液I中c(Cu2＋)为0.05mol·L－1，则溶液II中c(Fe3＋)＞____mol·L－1。
（3）若固体A是Zn，取9.61 g固体C溶解于足量的500mL 2 mol·L－1稀硝酸中，共收集到标准状况下2.24L的气体，向所得溶液中加入2 mol·L－1NaOH溶液，则当生成沉淀最多时，沉淀的质量为_____g；若固体A是另一种物质，取部分固体C于试管中，加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体，则该反应的离子方程式为________________________。
（4）溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥，即得到较纯净的硫酸锌晶体；溶液还可以制备ZnS，实际选择的是（NH4）2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物，理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质，则该杂质是____________（填化学式）。
（5）金属锌常用作酸性干电池的负极，干电池不使用时，由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应：2NH4＋＋Zn＝2NH3＋H2↑＋Zn2＋，造成电量自动减少。写出铅蓄电池不使用时，其正极上发生自放电的化学方程式__________________________。
