题目内容
【题目】从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如图:
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请回答下列问题:
(1)固体A的主要成分是___(写名称)。
(2)铝土矿与过量盐酸反应的离子方程式为___、___。
(3)电解熔融氧化铝可制得单质铝,写出该反应化学方程式____;已知氯化铝的熔点更低,工业中为何不用电解熔融氯化铝的方法制备该单质___。
(4)得到的单质铝可以跟强碱溶液放出氢气,每转移6.02×1025个电子,实际上参与反应的氧化剂为___mol。
【答案】二氧化硅 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Al2O3
4Al+3O2↑ 氯化铝是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不电离 100
【解析】
流程甲,铝土矿与盐酸混合,二氧化硅不反应,氧化铝、氧化铁与盐酸反应生成氯化铝、氯化铁,过滤后,滤液B中再加过量氢氧化钠,氯化铁生成沉淀,氯化铝生成偏铝酸钠溶液,过滤,滤液D与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;
流程乙,铝土矿与氢氧化钠混合,氧化铁不反应,二氧化硅反应生成硅酸钠,氧化铝反应生成偏铝酸钠,过滤,滤液Y与二氧化碳反应,生成氢氧化铝沉淀。
⑴二氧化硅不与盐酸反应,固体A的主要成分是二氧化硅,故答案为二氧化硅;
⑵铝土矿与过量盐酸反应,主要是氧化铁、氧化铝与盐酸反应,其离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
⑶电解熔融氧化铝可制得单质铝,该反应的化学方程式为2Al2O3
4Al+3O2↑;虽然氯化铝熔点低,但它是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不能导电,不能电解生成铝,故答案为2Al2O3
4Al+3O2↑ 氯化铝是分子晶体(共价化合物),熔融状态下不电离;
⑷得到的单质铝可以跟强碱溶液放出氢气,转移6.02×1025个电子即转移电子物质的量为100 mol,铝和氢氧化钠溶液反应实质是先与水反应,在氢氧化钠的作用下,生成的氢氧化铝被氢氧化钠溶解,实际氧化剂是水,反应方程式为2Al+2NaOH+6H2O =2NaAlO2+3H2↑+4H2O,
2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAlO2+3H2↑+4H2O 转移电子
6 mol 6 mol
x 100 mol
=
,解得x = 100 mol,参与反应的氧化剂为100 mol,故答案为100 mol。
【题目】硫酸是极其重要的化工原料,在工业、农业、医药、军事等领域应用广泛。工业上通常用接触法制硫酸,主要原料是硫铁矿和空气。接触法制硫酸的生产过程大致可分为三个阶段:二氧化硫的制取和净化;二氧化硫转化为三氧化硫;三氧化硫的吸收和硫酸的生成。为了防止环境污染并对尾气进行综合利用,硫酸厂常用氨水吸收尾气的SO2、SO3等气体,再向吸收液中加入浓硫酸,以制取高浓度的SO2及(NH4)2SO4和NH4HSO4固体。为了测定上述(NH4)2SO4和NH4HSO4固体混合物的组成,现称取该样品四份,分别加入相同浓度的NaOH溶液50.00mL,加热至120℃左右,使氨气全部逸出[(NH4)2SO4和NH4HSO4的分解温度均高于200℃],测得有关实验数据如下(标准状况):
实验 | 样品的质量/g | NaOH溶液的体积/mL | 氨气的体积/L(标准状况) |
1 | 7.24 | 50.00 | 1.792 |
2 | 14.48 | 50.00 | 3.584 |
3 | 21.72 | 50.00 | 4.032 |
4 | 36.20 | 50.00 | 2.240 |
(1)由1组数据直接推测:1.81g样品进行同样实验时,生成氨气的体积(标准状况)为___L。
(2)试计算该混合物中(NH4)2SO4和 NH4HSO4的物质的量之比为___。
(3)求所用NaOH溶液的物质的量浓度___mol/L。