题目内容

11．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增大反应物的接触面积，提高浸取速率和浸出率．
（2）第1次过滤时滤渣的主要成分有SiO2（填化学式，下同）和CaSO4，第3次过滤时滤渣的成分是Al（OH）3
（3）在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间的关系如图1，适宜的浸取时间为2h；铝的浸取率与$\frac{n（助溶剂）}{n（粉煤灰）}$的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH4F、KF及NH4F与KF的混合物，在$\frac{n（助溶剂）}{n（粉煤灰）}$相同时，浸取率最高的是NH4F （填化学式）；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 （举一例）．

（4）流程中循环使用的物质有H2SO4和NH4Cl．（填化学式）
（5）用盐酸溶解硫酸铝晶体，再通入HCl气体，析出A1C13•6H20，该过程能够发生的原因是通入氯化氢使A1C13•6H20达到饱和，而硫酸铝不饱和
（6）用粉煤灰制取含铝化合物的主要意义是使废弃固体资源化利用．

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AlCl3•6H2O晶体和硫酸溶液，过滤得硫酸溶液可以再循环利用，AlCl3•6H2O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，据此答题．

解答 解：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AlCl3•6H2O晶体和硫酸溶液，过滤得硫酸溶液可以再循环利用，AlCl3•6H2O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，
故答案为：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，
故答案为：SiO2； CaSO4；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$\frac{n（助溶剂）}{n（粉煤灰）}$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，
故答案为：2； NH4F；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，
故答案为：H2SO4；NH4Cl；
（5）用盐酸溶解硫酸铝晶体，再通入HCl气体，析出A1C13•6H20，该过程能够发生的原因是通入氯化氢使A1C13•6H20达到饱和，而硫酸铝不饱和，便于A1C13•6H20析出，
故答案为：通入氯化氢使A1C13•6H20达到饱和，而硫酸铝不饱和；
（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，
故答案为：使废弃固体资源化利用．

点评 本题以教材重要基本理论和原理为知识平台，考查化学反应基本原理、物质的性质等在化学与技术中的综合应用，解题关键在于找准中间产品和相互交叉的流水生产线，在分析过程中，抓住中间产品的关联作用，逐一破解，难度中等．

练习册系列答案
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14．2011年5月，台湾传出“毒饮料事件”，一些厂商在饮料中违法添加了“塑化剂”，食品塑化剂事件引起社会的高度关注．常用塑化剂的学名“领苯二甲酸二（2-乙基己）酯”，化学式为C24H38O4，它是一种无色透明的液体，有特殊气味，不溶于水，溶于大多数有机溶剂，有毒．常用作各种塑料制品的工业添加剂，不可食用．可是黑心业者为了牟取暴利，竟然将其添加到多种饮料、果冻、果酱和方便面等食品中．若长期食用此类食品可能对生殖系统、免疫系统造成伤害，大量摄入还可能致癌．
请分析上述信息，回答下列问题：
（1）写出塑化剂的两条物理性质无色透明液体、不溶于水（有特殊气味）；
（2）下列做法，可以使我们远离塑化剂的是①③④；
①少喝各种饮料，日常饮水以白开水为主
②经常吃方便面、面包等速食食品以适应我们快节奏的生活
③尽量少用塑料制品直接接触热的、含油脂的食物
④呼吁政府完善食品安全监督检验机制，严惩不法黑心业者．
15．下列物质的属类归纳中不正确的是（　　）
A．蔗糖、酒精、甲烷等含碳化合物称为有机物
B．由金属离子和酸根离子组成的化合物称为盐
C．在水溶液中电离出的阳离子全部为氢离子的化合物
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12．已知NaAlO2溶液与NaHCO3溶液发生反应：AlO${\;}_{2}^{-}$+HCO${\;}_{3}^{-}$+H2O═Al（OH）3↓+CO${\;}_{3}^{2-}$．现向1L含KOH、Ba（OH）2、KAlO2的溶液中不断通入CO2气体，随着CO2的不断通入，溶液中离子的数目也相应地发生变化（如图所示）．图中的a、b、c、d、e五条曲线与溶液中离子的对应关系完全正确的是（　　）
 选项a  b c d e
 A Ba2+ OH- HCO${\;}_{3}^{-}$AlO${\;}_{2}^{-}$  Ba2+ 
 B OH- Ba2+ AlO${\;}_{2}^{-}$Ba2+  HCO${\;}_{3}^{-}$
 C Ba2+ OH-  AlO${\;}_{2}^{-}$ HCO${\;}_{3}^{-}$ Ba2+ 
 D Ba2+ OH- AlO${\;}_{2}^{-}$ CO${\;}_{3}^{2-}$ HCO${\;}_{3}^{-}$
A．AB．BC．CD．D
6．在实验室里按照如图装置制取少量FeCl3，所通过的气体过量且反应充分．试回答以下问题：

（1）B装置中盛放的溶液是饱和NaCl溶液；C装置的作用是干燥Cl2；
（2）写出D装置中反应的化学方程式：2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3；
（3）写出E装置中反应的离子方程式：Cl2+2NaOH=Cl-+ClO-+H2O；
（4）用此方法可制得无水氯化铁．你认为能否改用Fe和盐酸反应，再通入过量氯气、蒸干溶液的方法来制取无水氯化铁？否（填“是”或“否”）；说明理由：氯化铁会发生水解反应．
16．Ⅰ．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
制备Na2S2O3•5H2O反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq） 
实验步骤：
①称取20g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取4g研细的硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图1所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4，检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产率
将所得产品配成500ml溶液，取该溶液20ml，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图2，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL，则该实验的产率为72.4%．（保留三位有效数据）
Ⅲ．Na2S2O3的应用：
Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．
3．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是BC（多选扣分）．
A．容器中压强不变                B．混合气体中 c（CO）不变
C．υ正（H2）=υ逆（H2O）              D．c（CO2）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），试判断此时的温度为830℃．
（5）某温度下，将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应，达到平衡后测得CO2为0.5mol，再通入4mol水蒸气，达到新的平衡后CO2的物质的量等于$\frac{5}{6}$mol．
20．下列说法正确的是（　　）
A．焓变单位中kJ•mol-1，是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．反应热的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热基本相同
C．一个化学反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能时，反应吸热，△H＞0
D．一个化学反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应放热，△H＜0
1．金属材料在使用的过程中，由于长期暴露在空气中，会因为氧化而逐渐腐蚀．金属的腐蚀主要有两种形式：化学腐蚀和电化学腐蚀，其中电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式．如图是钢铁在空气中发生电化学腐蚀（吸氧腐蚀）的简单图示．试分析下列问题：
钢铁发生吸氧腐蚀时，可以形成原电池，该原电池的负极为Fe，正极上发生的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．

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