题目内容

3．明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO4）2•12H2O]．从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如图所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO4）2•12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是S（硫）．
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发结晶．
（3）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O═NaAlO2+3Ni（OH）2．

分析 明矾和硫焙烧发生4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，SO3+H2O=H2SO4，制得硫酸；焙烧所得固体混合物，用水浸，为提高浸出率，可采取粉碎固体混合物、不断搅拌，从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体，步骤③电解Al2O3，制得Al，以此解答该题．

解答 解：明矾和硫焙烧发生4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫，三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，SO3+H2O=H2SO4，制得硫酸；焙烧所得固体混合物，用水浸，为提高浸出率，可采取粉碎固体混合物、不断搅拌，从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体，步骤③电解Al2O3，制得Al，
（1）明矾和硫焙烧发生4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O，反应中SS被氧化生成二氧化硫，故还原剂为S，故答案为：S（硫）；
（2）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，故答案为：蒸发结晶；
（3）放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，同时铝被氧化，因电解液呈碱性，则生成偏铝酸钠，反应的总方程式为Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O═NaAlO2+3Ni（OH）2，
故答案为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O═NaAlO2+3Ni（OH）2．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，题目难度中等，试题有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及实验能力．

练习册系列答案
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4．无机化学命名委员会在1989年作出决定：把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18列，如碱金属为第1列，稀有气体为第18列．按这个规定，下列说法正确的是（　　）
A．第3列元素种类最多
B．每一列都有非金属元素
C．从上到下第1列元素的单质熔点逐渐升高，而第17列元素的单质熔点逐渐降低
D．只有第2列元素的原子最外层有2个电子
5．某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度（杂质不发生反应）．查阅资料：草酸晶体（ H2C204•2H20）l00℃开始失水，101.5C熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和C02．下面是可供选择的实验仪器（图中某些加热装置已略去），实验所需药品不限．

（l）最适宜加热分解草酸晶体的装置是C（试管底部略向下弯成弧形）．若选装置A可能会造成的后果是固体药品熔化后会流到试管口；若选装置B可能会造成的后果是冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂．
（2）三种气体检验的先后次序是C（填编号）．
A．CO2、H2O、CO    B．CO、H2O、CO2     C．H2O、CO2、CO    D．H2O、CO、CO2
（3）实验利用装置“G（碱石灰）-F-D（CuO固体）-F”检验CO，则F中盛装的试剂是澄清的石灰水，证明含有CO的现象是前一个F中没有浑浊，后一个F中有沉淀，D中固体反应后从黑色变成红色．
（4）把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合，测量完全分解后所得气体的体积，测定ag草酸晶体的纯度．经实验得到气体的体积为VmL（已换算成标准状况），则草酸纯度的表达式为$\frac{{126×V×{{10}^{-3}}}}{{\frac{22.4}{a}}}$．
（5）请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值：常温时，用pH计测量0.100mol/L草酸钠溶液的pH，则$c（O{H^-}）=\frac{K_w}{{c（{H^+}）}}$，依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH-计算$\frac{K_w}{{{K_{a2}}}}=\frac{{{c^2}（O{H^-}）}}{{0.1-c（O{H^-}）}}$，，并根据方案中测得的物理量，写出计算Ka2的表达式${K_{a2}}=\frac{{0.1-c（O{H^-}）}}{{{c^2}（O{H^-}）}}×{K_w}$．
2．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸．则下列判断正确的是（　　）
A．非金属性：Z＜T＜XB．R与Q的电子数相差26
C．气态氢化物稳定性：R＜T＜QD．最高价氧化物的水化物的酸性：R＞Q
9．分子结构中没有环的烷烃称为开链烷烃．通式是CnH2n+2（n是正整数），其分子中每减少2个碳氢键，必增加一个碳碳键（它可能是双键或叁键，也可能是环烃），可称为增加了1个不饱和度（用希腊字母Ω表示，又名“缺氢指数”），假如若干烃类分子和烃基的不饱和度如下：
①CH3CH2CH2CH3，Ω=0；②（CH3）2CH-，Ω=0；③CH2=CHCH2-，Ω=1；④Ω=4；⑤Ω=2；⑥Ω=4．
现有下列烃A、B、C，根据要求完成以下各题：

（1）烃A的分子内处于同一平面上碳原子数为9个，其不饱和度Ω=4；
（2）关于烃B的说法错误的是BD（填写编号）
A．有机物B能使酸性KMnO4溶液褪色
B．分子内含有两种官能团
C．B分子的不饱和度Ω=3
D．有机物B与等摩尔Br2发生加成反应只能得到一种产物
（3）烃C的分子式为C8H8，其不饱和度Ω=5，烃C的二氯取代物有3种，与烃C互为同分异构体且属于芳香烃的结构简式为C6H5-C2H5．
8．粗盐中除含有Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性杂质外，还含有泥砂等不溶性杂质．
将粗盐溶解、过滤除去不溶性杂质后，在滤液中依次滴加过量NaOH溶液、BaCl2溶液和Na2CO3溶液，直至不再产生沉淀．
（1）这些操作的目的是加NaOH是为了除去Mg2+、加BaCl2是除去SO42-，加Na2CO3是除去Ca2+和过量的Ba2+；
（2）滴加Na2CO3溶液时发生反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl．
15．A、B、D、E、G、J六种短周期主族元素，原子半径依次减小．A、E、J位于相邻的不同周期，有机化合物均含有E元素．

（1）常见发酵粉、加碘盐、味精及某些食品防腐剂的主要成分都含有金属元素A的离子．A离子的结构示意图为．
（2）写出E2J4与水反应的化学方程式CH2=CH2+H2O$\stackrel{一定条件}{→}$CH3CH2OH；其反应类型为加成反应．
（3）利用右图装置设计一简单实验证明元素非金属性D＞B．甲中应盛放某种弱电解质的溶液，其溶质的化学式为H2S，所通入气体与乙中某强电解质溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（4）元素D的最高价氧化物为无色液体，0.20mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出QkJ的热量，该反应的热化学方程式为Cl2O7（l）+H2O（l）=HClO4（aq）△H=-QkJ/mol．
（5）G的最简单氢化物溶于水得溶液X，D的氢化物溶于水得溶液Y．常温下，将X、Y等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH，如下表：
实验编号X物质的量浓度（mol•L-1）Y物质的量浓度（mol•L-1）混合溶液的pH
①0.10.1pH=5
②0.20.1pH＞7
①组混合溶液中由水电离出的c（H+）=10-5mol•L-1．
②组混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-）＞c（H+）．
12．在课堂上，老师演示了金属钠与CuSO4溶液反应的实验，同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu（OH）2沉淀而没有发现铜单质生成．但某同学想，会不会是因为生成的铜较少而被蓝色沉淀所覆盖从而没有被发现呢？于是他想课后到实验室继续研究，希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确．
（1）假如该同学是你，请你写一份实验用品单交给老师，要求老师提供必需的用品．
①实验探究的目的：验证钠与CuSO4溶液反应是否有铜生成．
②探究所依据的化学原理：Cu（OH）2可溶于盐酸而铜不溶．
③实验所需的用品：小刀、玻璃片、滤纸、镊子和烧杯；金属钠、CuSO4溶液和盐酸或稀H2SO4．
（2）该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物，而所使用的药品均没有问题，你认为该黑色难溶物是CuO（填化学式），生成该黑色难溶物的原因是钠与水反应放出的热使生成的Cu（OH）2部分发生分解，Cu（OH）2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O．
13．一种新型燃料电池，它是用两根惰性金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气，发生的电极反应为：X极：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O； Y极：4H2O+2O2+8e-═8OH- 关于此燃料电池的下列说法中错误的是（　　）
A．X极为负极，Y极为正极
B．工作一段时间后，KOH的物质的量不变
C．电池工作时甲烷一极附近溶液的pH减小
D．该在标准状况下通入5.6 L O2完全反应，则有1.0mol电子发生转移

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