硫酸工業(yè)中廢渣稱(chēng)為硫酸渣,其成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO.某探究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下方案,進(jìn)行硫酸渣中金屬元素的提取實(shí)驗(yàn).
已知溶液pH=3.7時(shí),F(xiàn)e3+已經(jīng)沉淀完全;一水合氨電離常數(shù)Kb=1.8×10﹣5,其飽和溶液中c(OH﹣)約為1×10﹣3mol•L﹣1.請(qǐng)回答:
(1)寫(xiě)出A與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: .
(2)上述流程中兩次使用試劑①,推測(cè)試劑①應(yīng)該是 A (填以下字母編號(hào))
A.氫氧化鈉 B.氧化鋁 C.氨水 D.水
(3)溶液D到固體E過(guò)程中需要控制溶液pH=13,如果pH過(guò)小,可能導(dǎo)致的后果是 ;(任寫(xiě)一點(diǎn))
(4)固體E為 ,寫(xiě)出溶液F通入過(guò)量CO2生成固體G和溶液H的化學(xué)方程式: .
(5)計(jì)算溶液F中c(Mg2+)= (25℃時(shí),氫氧化鎂的Ksp=5.6×10﹣12)
常見(jiàn)金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用;物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用.. | |
專(zhuān)題: | 幾種重要的金屬及其化合物. |
分析: | 先判斷各物質(zhì)的組成,在根據(jù)題目要求分析該題. 硫酸渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,當(dāng)向硫酸渣中加過(guò)量鹽酸時(shí),二氧化硅和鹽酸不反應(yīng),所以固體A是二氧化硅,氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂和鹽酸反應(yīng),所以溶液B的溶質(zhì)是氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸;向溶液B中加試劑①并調(diào)節(jié)溶液的PH值為3.7,結(jié)合題意溶液pH=3.7時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀完全知,試劑①是能和氯化鐵反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì)且和鋁離子反應(yīng)沒(méi)有沉淀生成,所以試劑①只能是強(qiáng)堿溶液,固體C是氫氧化鐵;向溶液D中加入試劑①并調(diào)節(jié)溶液的PH值為13,溶液呈強(qiáng)堿性溶液,鋁元素在溶液中以偏鋁酸根離子存在,鎂離子和氫氧根離子生成氫氧化鎂沉淀,所以固體E是氫氧化鎂;溶液F的溶質(zhì)含有偏鋁酸鈉和氯化鈉,向F溶液中通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w,偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,所以G是氫氧化鋁. (1)根據(jù)二氧化硅和氫氧化鈉的性質(zhì)寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式. (2)能使鐵離子產(chǎn)生沉淀,而鋁離子不產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)只能是強(qiáng)堿. (3)在強(qiáng)堿性條件下,鋁元素以偏鋁酸根離子存在,鎂元素以氫氧化鎂存在,據(jù)此分析. (4)氫氧化鋁的酸性比碳酸還弱,根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知,偏鋁酸鈉和過(guò)量二氧化碳能反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉. (5)根據(jù)c(Mg2+)=計(jì)算. |
解答: | 解:硫酸渣的成分為SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO,當(dāng)向硫酸渣中加過(guò)量鹽酸時(shí),二氧化硅和鹽酸不反應(yīng),所以固體A是二氧化硅,氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂和鹽酸反應(yīng),所以溶液B的溶質(zhì)是氯化鎂、氯化鐵、氯化鋁、鹽酸;向溶液B中加試劑①并調(diào)節(jié)溶液的PH值為3.7,結(jié)合題意溶液pH=3.7時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀完全知,試劑①是能和氯化鐵反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì)且和鋁離子反應(yīng)沒(méi)有沉淀生成,所以試劑①只能是強(qiáng)堿溶液,固體C是氫氧化鐵;向溶液D中加入試劑①并調(diào)節(jié)溶液的PH值為13,溶液呈強(qiáng)堿性溶液,鋁元素在溶液中以偏鋁酸根離子存在,鎂離子和氫氧根離子生成氫氧化鎂沉淀,所以固體E是氫氧化鎂;溶液F的溶質(zhì)含有偏鋁酸鈉和氯化鈉,向F溶液中通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w,偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,所以G是氫氧化鋁. (1)通過(guò)以上分析知,A是二氧化硅,二氧化硅是酸性氧化物,能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水, 所以反應(yīng)方程式為:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O. 故答案為:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O. (2)向溶液B中加試劑①并調(diào)節(jié)溶液的PH值為3.7,結(jié)合題意知,溶液pH=3.7時(shí)Fe3+已經(jīng)沉淀完全知,試劑①是能和氯化鐵反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì)且和鋁離子反應(yīng)沒(méi)有沉淀生成,所以試劑①只能是強(qiáng)堿溶液,符合條件的是A選項(xiàng). 故選A. (3)在強(qiáng)堿性條件下,鋁元素以偏鋁酸根離子存在,鎂元素以氫氧化鎂存在,當(dāng)溶液的PH=13時(shí),溶液呈強(qiáng)堿性,如果pH過(guò)小,可能導(dǎo)致的后果是鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全等. 故答案為:鎂離子沉淀不完全或氫氧化鋁溶解不完全等. (4)通過(guò)以上分析知,固體E為Mg(OH)2,氫氧化鋁的酸性比碳酸還弱,根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知,偏鋁酸鈉和過(guò)量二氧化碳能反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉,反應(yīng)方程式為 NaAlO2+CO2+H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3. 故答案為:Mg(OH)2;NaAlO2+CO2+H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3. (5)c(Mg2+)===5.6×10﹣10 mol/L 故答案為:5.6×10﹣10 mol/L. |
點(diǎn)評(píng): | 本題考查了物質(zhì)的分離、提純的方法選擇及應(yīng)用,難度不大,明確各物質(zhì)的性質(zhì)是解本題的關(guān)鍵. |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列各組中的性質(zhì)比較,不正確的是( )
A.穩(wěn)定性:NH3<PH3<SiH4
B.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4
C.堿性:KOH>NaOH>Mg(OH)2
D.還原性:F-<Cl-<Br-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體,在空氣中燃燒得到磷的氧化物,空氣不足時(shí)生成P4O6,空氣充足時(shí)生成P4O10。
(1)已知298 K時(shí)白磷、紅磷完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
P(s,紅磷)+O2(g)===P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。
(2)已知298 K時(shí)白磷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為P4(s,白磷)+3O2(g)===P4O6(s)
ΔH=-1 638 kJ·mol-1。在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),控制條件使之恰好完全反應(yīng)。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______,反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量為_(kāi)_______。
(3)已知白磷和PCl3的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol-1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。
則反應(yīng)P4(s,白磷)+6Cl2(g)===4PCl3(s)的反應(yīng)熱ΔH=________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某硫酸廠廢氣中SO2的回收利用方案如圖所示.下列說(shuō)法不正確的是( 。
| A. | X可能含有2種鹽 | B. | a是SO3 |
| C. | Y可能含有(NH4)2SO4 | D. | (NH4)2S2O8中S的化合價(jià)不可能為+7 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如圖所示.下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的敘述不正確的是( 。
| A. | Oa段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba(OH)2+CO2═BaCO3↓+H2O |
| B. | ab段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同 |
| C. | de段沉淀減少是由于BaCO3固體消失的 |
| D. | bc段反應(yīng)的離子方程式是2AlO2﹣+3H2O+CO2═2Al(OH)3↓+CO32﹣ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
化學(xué)與環(huán)境、材料、信息、能源關(guān)系密切,下列說(shuō)法正確的是
A.綠色化學(xué)的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行治理
B.開(kāi)發(fā)高效氫能、太陽(yáng)能等新型電動(dòng)汽車(chē),以解決城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放問(wèn)題
C.PM 2.5是指大氣中直徑接近2.5×10-6m的顆粒物,分散在空氣中形成膠體
D.半導(dǎo)體行業(yè)中有一句話:“從沙灘到用戶”,計(jì)算機(jī)芯片的材料是二氧化硅
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
甲、乙、丙、丁、戊的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物及反應(yīng)條件已略去,箭頭表示一步轉(zhuǎn)化)。下列各組物質(zhì)中,滿足圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是
物質(zhì) 選項(xiàng) | 甲 | 乙 | 丙 | 戊 | 丁 |
A | Cu | HNO3 | Cu(NO3)2 | Fe | NO |
B | H2O | Fe | H2 | O2 | Fe2O3 |
C | Al | NaOH | H2 | Al2O3 | NaAlO2 |
D | CH3CHO | O2 | CH3COOH | H2 | H2O |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
合成氨反應(yīng):3H2+N2 2NH3其反應(yīng)速率可以分別用v(H2)、v(N2)、v(NH3)[單位均為mol/(L·s)]表示,則正確的關(guān)系是 ( )
A.v(H2)=v(N2)=v(NH3)
B.v(N2)=2v(NH3)
C.v(H2)=v(NH3)
D.v(N2)=3v(H2)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
用坩堝鉗夾住一小塊剛用酸處理過(guò)的鋁箔,在酒精燈上加熱至熔化,發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋不正確的是( )
A.鋁在空氣中能很快形成氧化膜 B.氧化鋁薄膜兜住了熔化的鋁
C.氧化鋁的熔點(diǎn)比鋁高 D.鋁箔表面溫度低,未熔化
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