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1、高考化学专题复习铝及其化合物推断题的综合题附答案解析一、铝及其化合物1 表是元素周期表的一部分,针对表中的-元素按要求回答下列问题:iaiiaiiiaivavaviaviia0 族234( 1)在 -元素中,化学性质最不活泼的元素是 _(填元素符号),化学性质最活泼的金属元素是 _(填元素符号)。(2)在最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的化合物的化学式是_,碱性最强的化合物的化学式是_。(3)氧化物属于两性氧化物的元素是_(填元素符号),写出该元素的最高价氧化物与naoh 溶液反应的离子方程式_( 4)比较元素的气态氢化物的稳定性: _;最高价氧化物对应水化物的酸性强弱: _。(5)的最高价
2、氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为_【答案】 ar k hclo4koh-22232 32al alo + 2oh = 2alo+ h o sio + 2naoh = na sio+ h2o【解析】【分析】稀有气体性质稳定,除稀有气体同周期从左往右,同主族从下至上,非金属性增强。非金属性越强,单质越活泼,越易与氢气化合,生成的气态氢化物越稳定,对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期从右往左,同主族从上至下,金属性逐渐增强。金属性越强,单质越活泼,遇水或酸反应越剧烈,最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】( 1)根据分析 -元素中,化学性质最不活泼的元素是 ar,化学性质最活泼的金属元素
3、是 k;( 2)根据分析, -元素中 cl 非金属性最强,故在最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的化合物的化学式是hclo4, k 金属性最强,碱性最强的化合物的化学式是koh;(3)铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质,则氧化物属于两性氧化物的元素是al,该-元素的氧化物与 naoh 溶液反应的离子方程式 al2o3 + 2oh = 2alo2 + h2o;(4)非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,氧的非金属较强,故水比氨气稳定,;(5)硅的最高价氧化物sio2 与烧碱溶液反应的化学方程式为:sio2 + 2naoh = na2sio3 +h2o。【点睛】非金属性的应用中,需要注意非金属性与
4、气态氢化物的稳定呈正比,与氢化物的还原性呈反比,而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力,是物理性质。2 有 a、 b、 c、d、 e五种短周期元素,已知相邻的a、 b、c、 d 四种元素原子核外共有56 个电子,在周期表中的位置如图所示。e 的单质可与酸反应,1 mol e 单质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6 l h2;e 的阳离子与a 的阴离子核外电子层结构完全相同,回答下列问题:(1)五种元素的名称:a_, b_, c_, d_, e_。(2)画出 c 原子、 a 离子的结构示意图:_ 、_ 。(3)b 单质在 d 单质中燃烧,反应现象是_,生成物的化学式为_。(4)a 与 e
5、 形成化合物的化学式为_,它的性质决定了它在物质的分类中应属于 _ 。(5)向 d 与 e 形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液直至无明显现象发生时,观察到的现象是先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多,随naoh 加入又逐渐溶解最终澄清,请写出有关反应的离子方程式为_、_ 。【答案】氧磷硫氯铝白色烟雾pcl3、 pcl5al2o3两性氧3oh-2h2 o化物 al3=al(oh)3al(oh)3 oh =alo2【解析】【分析】a、 b、 c、 d、e 五种短周期元素,由位置图可知,a 在第二周期, b、 c、 d 处于第三周期,设 c 的质子数为 x,则 a 的质子数为 x-8,b 的质子数为 x-
6、1,d 的质子数为 x+1,a、b、 c、 d 四种元素原子核外共有56 个电子,则x+(x-8)+(x-1)+(x+1)=56,解得 x=16,即 a 为o, b 为 p, c 为 s, d 为 cl;1mole 单质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6lh2,设33.6le的化合价为y,根据电子转移守恒:1mol y= 21y=3,e的阳离子与22.4l/mol,解得a 的阴离子核外电子层结构完全相同,则e 为 al,据此解答。【详解】(1)由上述分析,可知 a 为氧、 b 为磷、 c 为硫、 d 为氯、 e 为铝;(2)c 为硫, s 原子核外有 16 个电子,三个电子层,各层电子数
7、为2、 8、6,原子结构示意图为:; a 为氧, o2- 离子核外电子数为10,有 2 个电子层,各层电子数为2、8,离子结构示意图为:;(3)磷单质在氯气中燃烧三氯化磷和五氯化磷,生成物的化学式为:pcl3 是液体、pcl5 是固体,反应现象是:有白色烟雾生成;(4)a 与e 形成的化合物为氧化铝,化学式为al2o3,能与酸、碱反应生成盐与水,属于两性氧化物;(5)d 与 e 形成的化合物为alcl3,向 alcl3 的水溶液中逐渐滴入烧碱溶液直至过量,发生al3+3oh-=al(oh)3、 al(oh)3+oh-=alo2- +2h2o,则可观察到先有白色胶状沉淀产生并逐渐增多,随 nao
8、h 加入又逐渐溶解最终澄清。3 有关物质的转化关系如下图所示( 部分生成物与反应条件已略去) 。 b、 d、 h是气体,b是单质, d 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝; c、 g 是生活中的常见金属,工业上用反应制备 c; k、 f 是固体,其中 f 是一种红色涂料的主要成分。( 1) k 的化学式为 _; d 的电子式为 _。( 2)写出反应的离子方程式:_。( 3)写出反应的化学方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:_ 。(4)物质j 常用作催化剂,媒染剂,放射性物质吸附剂。从j 的溶液得到j的晶体的操作依次为_、冰水洗涤、减压烘干。冰水洗涤的目的_。(5)反应常通过微热来加快反应的速率
9、,加热时温度不能过高的原因是_。【答案】fe oh33no+2no3-no( )2 h2o 2h 蒸发(加热)浓缩、冷却结晶、过滤减少晶体的溶解损耗硝酸在较高温度下( 易挥发 ) 易分解【解析】【分析】d 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝, d 是氨气; c、 g 是生活中的常见金属, f 是一种红色涂料的主要成分, f 是 fe2o3, c 的 al、g 是 fe、a 是 al2o3;电解熔融氧化铝生成铝和氧气,b 是 o 、e 是 no、h 是 no 、 i 是 hno ;铁和硝酸反应生成硝酸铁,j 是 fe( no ) ,22333fe no3)3和氨水反应生成氢氧化铁,kfe oh 3fe
10、oh3加热分解为氧化铁。据此解(是 () ;( )答。【详解】(1)根据以上分析,k 是氢氧化铁,化学式为fe( oh) 3; d 是氨气为共价化合物,氨气的电子式为。(2)反应是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式是3no2 h2o 2h+ 2no3- no。(3)反应是铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的化学方程式是fe 4hno3fe no33no2h2o03,氮元素化合价由5降+=(),铁元素化合价由升高为 +低为 +2,用单线桥标出电子转移的方向和数目为。( 4)从硝酸铁的溶液得到硝酸铁的晶体的操作依次为蒸发(加热)浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、减压烘干。温
11、度越低硝酸铁溶解度越小,冰水洗涤的目的是减少晶体的溶解损耗。(5)反应常通过微热来加快反应的速率,硝酸在较高温度下( 易挥发 ) 易分解,所以加热时温度不能过高。【点睛】本题考查无机物的推断,侧重考查学生的分析能力以及元素化合物知识的综合理解和运用, d 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,为解答该题的关键,注意把握物质的特征性质。4 已知 a、 b、 c、 d 是中学化学的常见物质,且a、 b、 c 均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的h2o 已略去 )。请回答下列问题:(1)若 a 可用于自来水消毒,d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干 b
12、 的溶液不能得到b。则 b 的化学式为 _。(2)若 d 是氯碱工业的主要产品之一,b 有两性,则反应的离子方程式是_。(3)若 a、 c、 d 都是常见气体, c 是导致酸雨的主要气体,则反应的化学方程式为_。(4)若 a 的焰色反应呈黄色,d 为二氧化碳,则反应的离子方程式是_。【答案】 fecl3 al oh-2-3+oh =alo2 +2h2o2h2s+so2 3s+2h2o co3+co2+h2o 2hco3()【解析】【分析】(1)d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则d 是铁, a 可用于自来水消毒,a 为 cl 2;(2) 若 d 是氯碱工业的主要产品之一, b 有
13、两性, d 为 naoh 、 b 为 al(oh) 3;(3)c 是形成酸雨的主要气体,则a 为 h2s、 d 为 o2、 b 为 s、 c 为 so2;(4) 若 a 的焰色反应呈黄色,说明 a 中含有 na 元素,且 a 、 b、 c 均含有同一种元素据此分析。【详解】(1)d 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则d 是铁, a 可用于自来水消毒,由转化关系可知, a 为 cl2、 b 为 fecl3、 c 为 fecl2;(2)若 d 是氯碱工业的主要产品之一,b 有两性,由转化关系可知,a 为铝盐、 d 为 naoh、b 为 al(oh)3、 c 为 naalo2,反应为氢氧
14、化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反-应的离子方程式是: al(oh)3+oh =alo2 +2h2o;(3)若 a、 c、 d 都是常见气体, c是形成酸雨的主要气体,则a 为 h2s、 d 为 o2、b 为 s、 c为 so2,反应为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水,反应的化学方程式为:2h2s+so2 3s+2h2o;(4)若a 的焰色反应呈黄色,d 为二氧化碳,由转化关系可知,a 为naoh、 b 为na2co3、 c为 nahco3,反应为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,反应的的离子方程式是:co32- +co2+h2o 2hco3- 。5 已知 x 元素原于的核电荷数小于
15、 18,最外层电子数等于电子层数,且比最内层电子数多 1。回答下列问题:(1)x 元素的原子结构示意图为_。(2)x 的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_。(3)x 的单质与naoh 溶液反应的化学方程式为_。【答案】al(oh)32al+2naoh+6h2o=2naal(oh)4+3h2(或为2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2)【解析】【分析】已知x 元素原子的核电荷数小于18,最外层电子数等于电子层数,且比最内层电子数多1,则该元素原子核外电子排布为2、 8、3,该元素是al元素,然后结合其原子结构与元素位置的关系及其单质和化合物的性质分析解答。【详解】根据上述分析可知
16、x 元素的 al 元素。(1)x 是 al 元素,根据元素原子核外电子排布规律可知:al 原子核外电子排布为2、 8、 3,所以 al 原子结构示意图为:;(2) x 是al,原子核外最外层有3 个电子,其最高价氧化物对应的水化物的化学式为al(oh)3;(3)al能够与naoh 溶液发生反应产生naal(oh)4 和 h2,反应的化学方程式为2al+2naoh+6h2o=2naal(oh)4+3h2 (或写为 2al+2naoh+2h2o=2naalo2 +3h2)。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断及元素与化合物的知识。根据原子核外电子层中的电子数与电子层数关系推断元素是解题关键。熟练掌
17、握 al 元素的单质、氧化物、氢氧化物的性质就可以顺利解答。6 某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质,现欲制取纯净的氧化铝,某同学设计如下的实验方案。回答下列问题:(1)在操作中要用到的玻璃仪器有_;(2)沉淀 c 的化学式是 _。滤液 b 中含有的溶质有 _(写化学式 );(3)步骤的离子方程式为 _ 。【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒sio2 naalo2、 nacl、 naoh alo2-+co2+2h2 o=hco3-+al(oh)3【解析】【分析】氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅,加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液,过滤得到沉淀c 为二氧化硅,滤液为氯
18、化铁溶液和氯化铜溶液,加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,过滤得到沉淀d 为 fe(oh)3,滤液为naalo2,通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,过滤得到氢氧化铝沉淀,加热分解生成氧化铝。【详解】(1)步骤为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;(2)沉淀 c 为不溶于盐酸的二氧化硅;氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,滤液a 中为氯化铝、氯化铁、盐酸,滤液a 中加入过量 naoh,氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠,氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,盐酸与碱反应生成氯化钠,则滤液b 中有 naalo2、 nacl、 nao
19、h;(3)步骤为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应,离子方程式为:-alo2+co2+2h2o=hco3+al(oh)3。7 工业制取皮革加工中的鞣化剂硝酸铝,是用铝灰与烧碱、硝酸反应制得的。铝灰是铝、氧化铝和氧化铁的混合物。产品硝酸铝晶体为al no332() nh o。已知偏铝酸盐能与一般的酸反应,如:naalo23233+hno +h onano +al( oh)生产流程如图:完成下列填空:(1)用氢氧化钠固体配制30%的氢氧化钠溶液,除烧杯、玻璃棒外还需(选填编号)_。a.b.c.d.说出流程中产生的滤渣的一种用途是_。制作一个过滤器需要_。流程中操作x 的名称是 _ 。(2)反应加入的硝酸
20、必须适量,原因是_。反应加入的硝酸要稍过量,原因是_。(3)从反应所得的溶液制成产品的步骤依次为减压蒸发,_,过滤,_,低温烘干。(4)为测定所得的产品的纯度,质检人员称取产品wg,溶于水配成500ml溶液,从中取出 25. 00ml,加入过量已知浓度的氨水充分反应后,剩余的氨水用已知浓度的盐酸溶液进行测定。通过计算便可得出产品的纯度。上述过程属于定量实验。其中除配制一定物质的量浓度的溶液外,还有一个是_,该实验过程中要进行多次读数,读数的方法是读出与_的刻度值。任意写出一个该测定过程中所涉及的化学反应的离子方程式:_。【答案】 b作颜料(或炼铁)漏斗和滤纸过滤硝酸不足或过量,都会使铝元素损耗
21、,而浪费原料、降低产量稍过量的硝酸可抑制硝酸铝水解,有利提取产品(冷却)结晶洗涤(晶体)(酸碱)中和滴定滴定管内壁上白底蓝线的粗细交界处相平al3 +3nh3?h2o al( oh) 3+3nh4+或 nh3?h2o+h+nh4+h2o【解析】【分析】铝灰用氢氧化钠溶液溶解,铝、氧化铝反应生成偏铝酸钠,氧化铁不反应,过滤后形成滤渣,滤液中含有偏铝酸钠和未反应的naoh,加入硝酸中和未反应的氢氧化钠,并将偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,再过滤分离,氢氧化铝沉淀再用硝酸溶解,得到硝酸铝溶液,经过一系列操作得到硝酸铝晶体,结合溶液的配制和物质的性质分析解答。【详解】( 1) 用氢氧化钠固体配制30%的氢
22、氧化钠溶液,需要用天平称量氢氧化钠,用量筒量取水的体积,在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,因此除烧杯、玻璃棒外还需要的仪器是量筒;流程中产生的滤渣是氧化铁,可以用作红色颜料,也可以用于炼铁;制作一个过滤器需要漏斗和滤纸;根据图示,流程中操作x 是分离溶液和沉淀,为过滤,故答案为:b;作颜料( 或炼铁 ) ;漏斗和滤纸;过滤;( 2) 硝酸属于强酸,可以溶解氢氧化铝沉淀,导致al 元素损失,因此反应加入的硝酸必须适量;反应加入的硝酸要稍过量,因为硝酸铝会水解,稍过量的硝酸可抑制硝酸铝水解,有利提取产品,故答案为:硝酸不足或过量,都会使铝元素损耗,而浪费原料、降低产量;稍过量的硝酸可抑制硝酸铝水解,有
23、利提取产品;( 3) 从反应所得溶液中得到硝酸铝晶体的步骤依次是:减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、低温烘干,故答案为:冷却结晶;洗涤;( 4) 常见的定量实验包括配制一定物质的量浓度的溶液外,还有一个是( 酸碱 ) 中和滴定;中和滴定实验过程中要进行多次读数,读数的方法是读出与滴定管内壁上白底蓝线的粗细交界处相平的刻度值,故答案为: ( 酸碱 ) 中和滴定;滴定管内壁上白底蓝线的粗细交界处相平;称取产品 wg,溶于水配成 500ml 溶液,从中取出 25. 00ml,加入过量已知浓度的氨水,硝酸铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硝酸铵,充分反应后,剩余的氨水用已知浓度的盐酸溶液进行测定,氨水与盐酸
24、反应生成氯化铵和水,测定过程中所涉及的化学反应的离子方程式有al3+3nh3234+nh32+nh4+h2+?h o al oh3nh、?h o h=+o,故答案为:=( ) +3+3nh3 23+3nh4+或 nh32+=nh4+h2al?ho=al( oh)?h o+ho。8 重铬酸钾 (k2cr2o7)在皮革、火柴印染化学、电镀等方面应用广泛。工业上对制革工业污泥中 (主要含有 cr3+、 fe3+、 fe2+、al3+等 )cr 元素的回收与再利用工艺如图:已知: al(oh) 3 与 cr(oh)3 性质相似。 2cro2-+2-+h2o。4+2hcr2o7 有关物质的溶解度曲线如图
25、。回答下列问题:(1)含铬污泥预处理包括高温煅烧粉碎等步骤,其中高温煅烧的目的是_(写一条即可 ),滤渣 iii 的成分是 _(填化学式 )。(2)步骤 中操作需要的玻璃仪器有_,步骤 加入 h2o2 的作用是 _。(3)步骤 反应能够发生的原因是_,写出步骤 的反应离子方程式:_。(4)为测定产品中 k2cr2o7 的含量,某兴趣小组将mg 产品溶于水配制为500ml 溶液,准确量取 50.00ml,加入稀硫酸酸化,然后加入过量的ki 充分还原,加 _作指示剂,到达终点消耗 30.00ml0.0500moll-1 的 na22 322 7s o 溶液。则该次生产的样品中k cr o 含量为
26、_%。(已知: cr2o72-+6i-+14h+=2cr3+3i2+7h2o, 2na2s2o3+i2=na2s4o6+2nai)【答案】除去蛋白质等有机物(改变污泥构造,便于酸浸等合理即可)al(oh)3烧杯、玻璃棒、漏斗2 3242将 fe氧化成 fe2 2 7的溶解度小2 8oh 6clk cr o3cl 2cro=2cro73.54h2o淀粉溶液m【解析】【分析】硫酸浸取液中的金属离子主要是cr3 ,其次是 fe2 、 al3 和 cu2 ,加入过量氢氧化钠, fe3 、 cu2生成沉淀,滤液的成分是naalo222和 nacro ,通入氯气,nacro 被氧化为na cro ,通入过
27、量二氧化碳会生成氢氧化铝和碳酸氢钠,同时在酸性条件下,铬酸根转化24为重铬酸根,即22cro42 72+2h =cr o+h o;然后析出重铬酸钠,溶解加入氯化钾可得重铬酸钾。【详解】(1)从动物皮到皮革需要加入铬酸鞣制,因此制革厂含铬污泥含有蛋白质等有机质,高温煅烧可以除去蛋白质等有机质,同时改变污泥构造,便于溶解;根据流程,alo2 溶液中通入过量 co2,会生成al(oh)3,可得滤渣ii 的成分是al(oh)3;(2)经过步骤得到滤液和滤渣,可知步骤中操作为过滤,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;根据流程,步骤加入双氧水,目的是将23,便于除去;fe氧化为 fe(3)加入 kcl 的
28、目的是使 na2cr2o7 转化为 k2cr2o7,根据信息,一定温度下,k2cr2o7 溶解度最小,故步骤反应能够发生;由信息al(oh)3 与 cr(oh)3性质相似,根据流程,可知加入过量氢氧化钠,滤液的成分是naalo2 和 nacro2 ,通入氯气, nacro2 被氧化为 na2cro4,故离子方程式为 3cl22242+2cro +8oh =2cro+6cl +4h o;(4)有碘单质存在,可以选用淀粉溶液做指示剂;根据化学反应:23cr2o7+6i +14h =2cr3i2222 32 4 62,可得 cr2 723i22 32, ag 产品最终消耗 n(s23 2+7h o
29、和 i +2s o=2i +s oo6s oo 3500ml2 72)=0.0500mol/l 30.00 l10=0.0150mol ,则 n(cr o50ml1)=0.0150mol=0.00250mol ,则样品中 k2cr2o7 含量为60.00250mol294g/mol100%73.5 % 。mm9 铝生产加工过程中产生大量的铝灰,直接掩埋造成铝资源浪费,还会带来严重的污染。某铝厂的铝灰经分析所含主要物质如下:al、 al2o3 、aln、 sio2、 fe2o3,其他杂质均不溶于稀硫酸。如图是酸浸法用该铝灰生产高纯氧化铝的生产流程:已知: i.fe3+ +k+ fe(cn)64-
30、=kfe(cn)6fe ii.aln 常温下与水缓慢反应,酸性或碱性条件下反应较快iii.nh4alo(oh)hco3 难溶于碱性溶液和乙醇请回答:(1)实验室模拟工业生产酸浸步骤的装置如图,该装置的不合理之处为_。(2)步骤加入h2o2 溶液的目的是_。(3)步骤调节ph 最合适的试剂是_ 。a naohbh2 so4 c nh3h2od ca(oh)2(4)步骤吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管,_,洗涤沉淀操作为_。(5)写出煅烧碳酸铝铵中间体得到高纯氧化铝的化学方程式_。(6)已知al3+对光的吸收与其浓度成线性关系,色度计传感器可以测量某种波长的光穿过溶液的透射率确定
31、溶液浓度。如图是红色光照下透光率(t)对应 c(al3+)的标准曲线。为测定铝灰中铝元素的回收率,准确称取0.5000g铝灰 (折合铝元素含量60.00%)进行制备高纯氧化铝的实验,将所制得的粉末与固体naoh 反应后加水溶解、过滤,滤液定容到250ml容量瓶中。用移液管移取25.00ml到锥形瓶中,加2 滴指示剂,滴加稀盐酸至溶液体积变为50.00ml,naalo2 恰好反应生成率为 97.5,则铝元素的回收率alcl3。取该溶液于比色皿中进行色度检测,测得溶液透光=_。【答案】尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理将 fe2+氧化为 fe3+,便于形成沉淀除去c从吸滤瓶上口倒出滤液往过
32、滤器中加水至没过沉淀,待水滤出后,重复操作 23 次,直至滤液检验不出so42-,再用少量乙醇淋洗高温2nh4alo(oh)hcoal o +2nh +3h o+2co 90.0%323322【解析】【分析】(1)根据反应原理,观察反应装置和尾气处理装置,找出不合理之处;(2)流程中步骤是为了把铁离子转变为沉淀除去,那么加入h2o2 溶液的目的也是与之关联的,分析铁元素的存在形态就可确定双氧水的作用;(3)步骤调节ph 最合适的试剂是谁?从反应的角度、不引入杂质离子的角度分析选择;(4)步骤的操作要抓住其要点简答;(5)煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物,除了高纯氧化铝外,其余产物可以结合酸式碳酸盐
33、分解规律、不溶性碱分解规律、铵盐非氧化还原分解规律获得并据此写化学方程式;(6)获得相关数据及题目提供的信息,可计算铝元素的回收率;【详解】(1) 铝灰经分析所含主要物质如下: al、 al2o3、 aln、 sio2、 fe2o3,在搅拌下,铝灰和从分液漏斗加入的硫酸反应,产生的气体有氨气、氢气等,可见装置中尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体氢气未处理;答案为:尾气无法用稀硫酸完全吸收或可燃性气体未处理;(2)流程中步骤是为了把杂质中铁元素转变为沉淀除去,有大量铝情况下,溶液中有铁离子存在、也有亚铁离子,则加入绿色氧化剂h2o2 溶液的目的是将fe2+氧化为 fe3+,便于形成沉淀除去;答
34、案为:将fe2+氧化为 fe3+,便于形成沉淀除去;(3)步骤要制备nh4alo(oh)hco3 ,信息 iii 显示 nh4alo(oh)hco3 难溶于碱性溶液,故要把酸性溶液调节成弱碱性,则可用碱性物质调节ph,为了避免引入新杂质最合适的试剂是氨水,则选c;答案为: c;(4)步骤是用抽滤法分离出碳酸铝铵中间体,吸滤瓶内液体高度快达到支管口位置时应拔掉瓶上橡皮管,从吸滤瓶上口倒出滤液;而洗涤沉淀的操作则为:往过滤器中加水至没过沉淀,待水滤出后,重复操作23 次,直至滤液检验不出so42-,再用少量乙醇淋洗,便于快速得到纯净干燥的固体(因为信息iii ,nh4 alo(oh)hco3 难溶
35、于碱性溶液和乙醇);答案为:从吸滤瓶上口倒出滤液;往过滤器中加水至没过沉淀,待水滤出后,重复操作23 次,直至滤液检验不出so42-,再用少量乙醇淋洗;(5)煅烧碳酸铝铵中间体得到的产物,除了高纯氧化铝外,其余产物分别为氨气、二氧化碳高温和水,则化学方程式为 2nh432 3322alo(oh)hcoal o +2nh +3h o+2co ;高温答案为: 2nh4alo(oh)hco3al2o3+2nh3 +3h2o+2co2;(6)由图知,透光率为 97.5 时,溶液中铝离子的浓度为0.02mol/l ,则结合其它相关数据,250ml0.02mol/l0.050l27g/mol铝元素的回收率
36、 = 25ml0.5000g60%90.0%;答案为: 90.0%。10 我国某地粉煤灰中主要含有 al2o3,除此之外还含有 ga2o3 及少量 fe2 o3、 cao、mgo和 sio2 等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示:回答下列问题:(1)焙烧前,应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合,其原因是_;混合焙烧时,al2o3、ga2o3 均发生类似于sio2 的反应,试写出ga2o3 在此过程中发生反应的化学方程式:_。(2)滤渣的成分是 _ ;含铝混合液中除了大量a13+之外,还有 fe3+和少量 mg 2+,由混合液制取纯净al( oh) 3 的实验方案是 _。(3)洗脱液中往往还有少量fe3+fe3+恰好完全沉淀c fe3+)= l -l0,需要进一步分离。若使(5-l3+-l才会开始沉淀。(已知:mol l时, ga浓度至少为_mollksp ga(oh)3=1.410-34,ksp
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