【題目】鋁是重要的金屬材料,鋁土礦(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3雜質)是工業(yè)上制取鋁的原料。實驗室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3和銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工藝流程如圖所示:

請回答下列問題:

(1)固體a的化學式為________

(2)寫出Ⅱ中加過量的燒堿涉及到的反應離子方程式______________、_____________;Ⅲ中通入足量CO2氣體發(fā)生反應的離子方程式為_______________。

(3)由Ⅲ中得到濾液c的實驗操作為__________,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為(填操作名稱)________、冷卻結晶、過濾洗滌。

(4)將NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液,按物質的量比1:2混合,寫出離子方程式為_______________。

(5)若同時制取銨明礬和硫酸鋁,通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質的量之比為1∶1,則投料時鋁土礦中的Al2O3和H2SO4的物質的量之比為________。

【答案】SiO2 Al3+ + 4OH-= AlO2+2H2O Fe3+ + 3OH- =Fe(OH)3 AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3 過濾 蒸發(fā)濃縮 NH4+ +Al3+ + 2SO42-+2Ba2+ +4OH-=NH3H20 + Al(OH)3↓ + 2BaSO4 3∶10

【解析】

鋁土礦用鹽酸溶解,Al2O3、Fe2O3反應得到AlCl3、FeCl3,SiO2不與鹽酸反應,過濾得到固體a為SiO2,濾液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl,再加入過量的燒堿,反應得到氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉、氯化鈉,過濾,紅褐色沉淀b為氫氧化鐵,溶液中含有偏鋁酸鈉、氯化鈉及剩余的NaOH,通入過量的二氧化碳,反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,過濾,濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉,將沉淀加熱分解得到氧化鋁,用硫酸溶解得到硫酸鋁溶液,再通入氨氣,得到銨明礬溶液,最后經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等操作得到銨明礬晶體;根據(jù)NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液,按物質的量比1:2混合反應規(guī)律完成問題(4)的離子方程式的書寫;設制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)212H2O的物質的量都是1mol,根據(jù)Al3+和SO42-守恒計算,完成問題(5)解答。

鋁土礦用鹽酸溶解,Al2O3、Fe2O3反應得到AlCl3、FeCl3,SiO2不與鹽酸反應,過濾得到固體a為SiO2,濾液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl,再加入過量的燒堿,反應得到氫氧化鐵沉淀、偏鋁酸鈉、氯化鈉,過濾,紅褐色沉淀b為氫氧化鐵,溶液中含有偏鋁酸鈉、氯化鈉及剩余的NaOH,通入過量的二氧化碳,反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,過濾,濾液c中含有氯化鈉、碳酸氫鈉,將沉淀加熱分解得到氧化鋁,用硫酸溶解得到硫酸鋁溶液,再通入氨氣,得到銨明礬溶液,最后經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾等操作得到銨明礬晶體;

(1)結合以上分析可知,鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸,SiO2不溶于鹽酸,所以固體a的化學式為SiO2;

綜上所述,本題答案是; SiO2。

(2)結合以上分析可知,鋁土礦中Al2O3和Fe2O3能溶于鹽酸,生成氯化鋁和氯化鐵向溶液中加入過量的燒堿,Al3+變?yōu)锳lO2,F(xiàn)e3+變?yōu)镕e(OH)3沉淀,所以Ⅱ中加過量的燒堿反應離子方程式為:Al3+ +4OH-= AlO2+2H2O,F(xiàn)e3+ +3OH- =Fe(OH)3↓;偏鋁酸鈉溶液中通入足量CO2氣體反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉,離子方程式為AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3↓;

綜上所述,本題答案是:Al3+ +4OH-= AlO2+2H2O,F(xiàn)e3+ +3OH- =Fe(OH)3↓;AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3↓。

(3)結合以上分析可知,由Ⅲ中反應生成了氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液,因此可以采用過濾的方法進行分離;從溶液中得到晶體的操作一般為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌;所以從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作還缺少蒸發(fā)濃縮;

綜上所述,本題答案是:過濾;蒸發(fā)濃縮。

(4)將NH4Al(SO4)2溶液和Ba(OH)2溶液,按物質的量比1:2混合,反應生成一水合氨、硫酸鋇沉淀、氫氧化鋁沉淀;離子方程式為NH4++Al3+ +2SO42-+2Ba2++4OH-=NH3H20 + Al(OH)3↓+2BaSO4↓;

綜上所述,本題答案是:NH4+ +Al3+ +2SO42-+2Ba2+ +4OH-=NH3H20 +Al(OH)3↓+2BaSO4↓。

(5)設制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)212H2O的物質的量都是1mol,則Al3+3mol,SO42-5mol,根據(jù)Al3+SO42-守恒可得,加入Al2O3和H2SO4的物質的量之比為3/2:5=3:10。

綜上所述,本題答案是3∶10。

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(III)RCOOR'+ R"OH RCOOR"+ R'OH

回答下列問題:

(1)E分子中只有一種化學環(huán)境的氫原子E的名稱為________。

(2)化合物D分子中的官能團為___________。

(3)上述合成路徑中B→C的反應類型為___________。

(4)C→D中第①步反應的化學方程式為_____________

(5)滿足下列條件的D的同分異構體(不包括D)__________種。

①屬于芳香族化合物 ②能與NaOH溶液反應

D的同分異構體中苯環(huán)上只有一個側鏈且能發(fā)生銀鏡反應的同分異構體的結構簡式為______。

(6)利用上述路徑中的D還可以合成香豆素-3-羧酸,請完成其合成路徑,其中①填反應條件,④填化學式或溶液名稱,②③⑤填結構簡式。_______________________

已知:(IV)

。

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①分析二甲醚合成反應(iv)對于CO轉化率的影響____________________。

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取適量牙膏樣品,加水充足攪拌、過濾。

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(2)(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳,再加入過量稀鹽酸。觀察的現(xiàn)象是__________。

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利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗,充分反應后,測定C中生成的BaCO沉淀質量,以確定碳酸鈣的質量分數(shù)。

依據(jù)實驗過程回答下列問題:

(3)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外,還有:________________________________。

(4)C中反應生成沉淀的離子方程式是______________________________

(5)下列各項措施中,不能提高測定準確度的是____________(填標號)。

a.在加入鹽酸之前,應排凈裝置內(nèi)的CO2氣體 b.滴加鹽酸不宜過快

c.在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d.在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

(6)實驗中準確稱取10.00 g樣品三份,進行三次測定,測得BaCO3平均質量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為__________。

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【題目】氧氣性質的微型實驗裝置如圖所示,①是濃鹽酸,⑥是高錳酸鉀,②至⑤是濾紙條,依次滴有石蕊試液、淀粉KI試液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2幾種溶液,實驗時滴幾滴濃鹽酸,下列說法不正確的是

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C. ②處先變紅后褪色,能說明氯氣溶于水后,溶液有酸性和強氧化性

D. ③處變藍,④處變橙色能說明氧化性:Cl2>Br2>I2

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