题目内容

4．铝是一种重要金属，工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是过滤；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有Fe2O3；
③步骤Ⅲ中加热Al（OH）3得到固体N的操作需要使用的仪器除了酒精灯、三角架、泥三角，还有坩埚；（填入仪器的名称）
④滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为NaAlO2；实验室里常往AlCl3溶液中加入氨水（填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取A1（OH）3．

分析 工业上用铝土矿主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质，向铝土矿中加入浓NaOH溶液并加热，Al2O3、SiO2都和NaOH反应生成可溶性的钠盐，Fe2O3不和NaOH反应，然后过滤得到的沉淀M为Fe2O3，滤液X中含有Na2SiO3、NaAlO2，通入CO2并控制一定条件过滤得到Al（OH）3，滤液Y中含有碳酸钠和硅酸钠，将Al（OH）3洗涤过滤加热，Al（OH）3分解生成Al2O3和水，则N为Al2O3；
①分离溶液和沉淀的操作是过滤；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有难溶于NaOH溶液的氧化物；
③步骤Ⅲ中加热Al（OH）3得到固体N的操作需要使用的仪器除了酒精灯、三角架、泥三角，还有坩埚；
④滤液X中，含铝元素的溶质为偏铝酸钠；实验室里常往AlCl3溶液中加入弱碱来制取A1（OH）3．

解答 解：工业上用铝土矿主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质，向铝土矿中加入浓NaOH溶液并加热，Al2O3、SiO2都和NaOH反应生成可溶性的钠盐，Fe2O3不和NaOH反应，然后过滤得到的沉淀M为Fe2O3，滤液X中含有Na2SiO3、NaAlO2，通入CO2并控制一定条件过滤得到Al（OH）3，滤液Y中含有碳酸钠和硅酸钠，将Al（OH）3洗涤过滤加热，Al（OH）3分解生成Al2O3和水，则N为Al2O3；
①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是过滤，故答案为：过滤；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有难溶于NaOH溶液的氧化物，Fe2O3不和NaOH反应，然后过滤得到的沉淀M为Fe2O3，故答案为：Fe2O3；
③步骤Ⅲ中加热Al（OH）3得到固体N的操作需要使用的仪器除了酒精灯、三角架、泥三角，还有坩埚，
故答案为：坩埚；
④滤液X中，含铝元素的溶质为偏铝酸钠，化学式为NaAlO2；实验室里常往AlCl3溶液中加入弱碱来制取A1（OH）3，一般常用氨水，故答案为：NaAlO2；氨水．

点评 本题以铝及其化合物之间的转化为载体考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析推断及实验操作能力，明确物质性质及实验基本操作方法是解本题关键，知道常见仪器的使用方法，题目难度不大．

练习册系列答案
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10．下列各组物质，前者逐滴滴加（或逐渐通入）到后者中直至过量，没有出现“先有白色沉淀，后来沉淀又完全消失”现象的是（　　）
A．盐酸滴入NaAlO2溶液中B．CO2气体通入漂白粉溶液中
C．NaOH溶液滴入AlCl3溶液中D．Ba（OH）2溶液滴入Al2（SO4）3溶液中
11．X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素．X的原子半径在短周期主族元素中最大，Y元素的原子最外层电子数为m，次外层电子数为n，Z元素的原子L层电子数为m+n，M层电子数为m-n，W元素与Z元素同主族，R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2：1．下列叙述正确的是（　　）
A．原子半径由大判小的顺序；Z＞R＞Y＞W
B．X与Y形成化合物中一定含有离子键，可能含有共价键
C．Y的氢化物比R的氢化物稳定，但Y的氢化物比R的氢化物熔沸点低
D．RY2、WY2通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成．
12．常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：①2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，②2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+．下列说法不正确的是（　　）
A．由反应①知H2O2的氧化性比Fe3+强，由反应②知H2O2的还原性比Fe2+强
B．在反应①、②中H2O2均作氧化剂被还原
C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
19．高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料．某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
①缓慢向烧瓶中（见图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：SO2+H2O=H2SO3；MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O（铁浸出后，过量的SO2会将Fe3+还原为Fe2+）
②向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末．
③再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤．
④调节滤液pH为6.5～7.2，加入NH4HCO3，有无色无味的气体放出，同时有浅红色的沉淀生成，经过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰．请回答：
（1）石灰乳参与反应的化学方程式为Ca（OH）2+SO2═CaSO3+H2O．

（2）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6 的生成，“浸锰”过程适宜的温度是150℃（或150℃以上）．

（3）查阅下表回答②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是将Fe2+氧化为Fe3+，将过量的SO2氧化除去．
物质Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）2Cu（OH）2
开始沉淀pH2.77.68.34.7
完全沉淀pH3.79.69.86.7
（4）③中所得的滤液中含有Cu2+，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+，经过滤，得到纯净的MnSO4溶液．用平衡移动原理解释加入MnS的作用MnS（S）?Mn2+（aq）+S2-（aq）、S2-（aq）+Cu2+（aq）?CuS（S） 生成的CuS比MnS更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使Cu2+除去．
（5）④中加入NH4HCO3后发生反应的离子方程式是Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O．
（6）已知MnCO3难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解．请问用少量C2H5OH洗涤的原因是防止MnCO3潮湿时被空气氧化、便于在温度低于100℃干燥等．
9．有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素，除G元素外其余均为短周期主族元素．X的原子中没有成对电子，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，Z元素原子的外围电子排布式为nsnnpn+1，Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E与Q同周期，M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位，G的阳离子是胆矾晶体中的中心离子．回答下列问题：
（1）Z元素原子价层电子的电子排布图（轨道表示式）为．
（2）由X、Y、Z形成的XYZ分子中，含有2个σ键．
（3）相同条件下，MQ2比YQ2在X2Q中的溶解度大的理由是SO2、H2O都是极性分子，而CO2是非极性分子，根据“相似相溶”，SO2在H2O中的溶解度比CO2的大
（4）ZE3是一种无色、无毒、无味的气体，该分子的VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型为三角锥形．
（5）胆矾晶体内G离子与配体之间存在配位键，将该晶体溶于氨水形成深蓝色的配合物溶液，其中配离子的结构简式为（写在方框内）．
16．利用废铁屑（含少量铁锈--Fe2O3）制备纳米Fe3O4的流程如图1：

用如图2装置制备溶液A，其实验步骤为：
Ⅰ．打开k1，关闭k2，并打开k3，缓慢滴加盐酸；
Ⅱ．当…时，关闭k3，对装置E进行读数操作；
Ⅲ．关闭k1，打开k2、k3，使C容器中的溶液完全进入烧杯；
Ⅳ．往烧杯中加入适量试剂X，得到溶液A．
请回答：
（1）盛放盐酸的仪器名称为分液漏斗．
（2）要粗略测定废铁屑中铁的质量分数，可通过装置E测出C容器中生成气体的体积．
①下列相关叙述正确的是c（填选项字母）
a．用CCl4代替E中的水，测得气体的体积更准确
b．量气管压入水准管的水过多而溢出，会导致测定失败
c．必须待装置恢复到室温且量气管与水准管两端液面相平才可进行读数
②操作Ⅱ中“…”的内容是容器C中固体完全消失或容器C中不产生气泡．
（3）制备溶液A，试剂X可以选择abd（填选项字母）．
a．H2O2           b．Cl2         c．SO2            d．HNO3
（4）写出由溶液A制备纳米Fe3O4的离子方程式Fe2++2Fe3++8OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2O，制备过程中须持续通入N2，原因是在 N2气流下，防止Fe2+被氧化．
（5）Fe3O4的纯度通常可用碘量法测定：称取m g Fe3O4样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
①滴定终点的现象是溶液蓝色褪去，且半分钟不变色．
②样品中Fe3O4的质量分数$\frac{116cV}{m}$%．
13．从铝土矿（成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的工艺流程如图

则回答下列问题：
（1）操作1的名称为过滤，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需漏斗；
（2）沉淀C的成分为Fe（OH）3、Mg（OH）2（写化学式）；
（3）设计最简实验证明滤液D中Fe3+已沉淀完全（写出操作、现象及结论，试剂任选）：取2mL滤液D于试管中，再向其中加入2滴KSCN溶液，溶液无血红色出现，则证明Fe3+已沉淀完全．
（4）滤液E中的主要溶质的化学式为NaCl、NaHCO3；
（5）写出步骤⑤的化学方程式2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑．
14．我国有丰富的海水资源，如图1是某化工厂对海水综合利用的工业流程图：

回答下列问题：
（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，精致时所用的试剂（所加试剂均过量）为：①盐酸 ②氯化钡溶液 ③氢氧化钠溶液 ④碳酸钠溶液，以上试剂添加的顺序可以为A．
A．②③④①B．③④②①C．④③②①
（2）氯碱工业可产生氯气等物质，将氯气通入石灰乳[Ca（OH）2]生产漂白粉的反应化学方程式是2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O．
（3）第④步反应的离子方程式为Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-．

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