(注:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华)
(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为① ②
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在
(3)在用废碱液处理A的过程中,所发生反应的离子方程式为
(4)镀铝电解池中,金属铝为 极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4― 和Al2Cl7―形式存在,铝电极的主要电极反应式为
(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是
2.(16分)亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应1”反应速率的措施有_________________、__________________等。
(2)“反应2”的的氧化剂是_________,该反应的化学方程式为____________________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是_________________________________。
(4)从“母液”中可回收的主要物质是_________。
(5)“冷却结晶”后经_________(填操作名称)即可获得粗产品。
3.(16分)活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 |
| pH | 3.2 | 6.7 | 8.0 | 9.7 |
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。先加入___________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1,则每升溶液中至少应加入__________mol KMnO4。
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是___________。
(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________。
4.(16分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行。因在温度较高时KOH 与Cl2 反应生成的是KClO3。写出在温度较高时KOH 与Cl2反应的化学方程式 ,该反应的氧化产物是 。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是 (填编号)。
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为 KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为 。
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净 。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO + H2O = Fe(OH)3(胶体)+ O2↑+ OH-
5.(16分)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,且含有铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O,工艺流程如下。已知: ①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4。
② M (BaCO3)=197g/mol,M(BaCl2·2H2O)=244 g/mol
(1)SiCl4水解反应的方程式为__________________
已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=+47 kJ/mol
SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+1 kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。
(2)加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。
(3)加20% NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是__________________。
(4)BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。
(5)10吨含78.8 % BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。
6.(16分)工业生产无铁硫酸铝,以硫酸浸取铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)得含铁(Fe3+)的硫酸铝溶液,加热到一定温度,搅拌,加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液,在溶液中生成活性二氧化锰,调节溶液的pH,反应一段时间,二氧化锰和Fe (OH) 3发生吸附共沉作用,最终得到无铁硫酸铝产品。
(1)硫酸浸取铝土矿时主要反应的离子方程式为 ;
(2)完成高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=
;
(3)调节pH的作用是 ;
(4)操作1的名称为 ,实验室进行操作2用到的陶瓷质仪器有 ;
(5)下列有关工艺的说法正确的是 (双选,填字母)。
A.可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
B.溶液的碱性越强,则除铁效果越好,而且不会影响硫酸铝的产率
C.活性二氧化锰生成量应适宜,不足时铁的去除率较低,过量时会增加成本
D.可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe (OH) 3下载本文