精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情

【題目】我國某地粉煤灰中主要含有Al2O3,除此之外還含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgOSiO2等物質。已知從粉煤灰中回收鋁并提取鎵的工藝流程如下所示:

回答下列問題:

1)焙燒前,應將粉煤灰與純堿粉末充分混合,其原因是____;混合焙燒時,Al2O3、Ga2O3均發(fā)生類似于SiO2的反應,試寫出Ga2O3在此過程中發(fā)生反應的化學方程式:____。

2)濾渣的成分是____ ;含鋁混合液中除了大量A13+之外,還有Fe3+和少量Mg2+,由混合液制取純凈Al(OH)3的實驗方案是_____。

3)洗脫液中往往還有少量Fe3+,需要進一步分離。若使Fe3+恰好完全沉淀[c(Fe3+)= l×l0-5mol·L-l]時,Ga3+濃度至少為_____mol·L-l才會開始沉淀。(已知:。)

4)電解過程中,Ga3+NaOH溶液反應生成GaO2-,GaO2-在陰極放電,則電解方程式為____;電解過程中需要保持溶液為pH=11以上的原因是 ___。

【答案】增大反應物接觸面積,加快化學反應速率 Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2 H2SiO3H4SiO4 向混合液中加入過量NaOH,過濾,向濾液中通入足量CO2,再過濾 3.5×10-2mol/L 抑制水解,并阻止H+在陰極放電降低電解效率

【解析】

混合焙燒時,Al2O3、Ga2O3SiO2Na2CO3反應,生成可溶性鹽NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3,CaOMgO、Fe2O3不發(fā)生反應;將固體溶解,MgO、Fe2O3不溶于水,CaO溶于水生成Ca(OH)2,溶液中溶質為Ca(OH)2、NaAlO2NaGaO2、Na2SiO3、Na2CO3;加入鹽酸后,溶液中溶質為FeCl3MgCl2、CaCl2AlCl3、GaCl3、NaCl,生成的硅酸不溶,濾渣為H2SiO3H4SiO4,然后將濾液進行樹脂吸附,得到含鋁混合液和洗脫液,然后將洗脫液中的Fe3+除去,最終通過電解制備Ga

1)將粉煤灰與純堿粉末充分混合,可以增大反應物接觸面積,加快化學反應速率;SiO2Na2CO3固體在加熱條件下能夠生成Na2SiO3、CO2,因此Ga2O3在此過程中發(fā)生反應的化學方程式為:Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2;

2)由上述分析可知,濾渣為:H2SiO3H4SiO4Al(OH)3為兩性氫氧化物,能溶于強堿溶液,而Fe(OH)3Mg(OH)2不溶于強堿溶液,因此可將Al元素轉化為偏鋁酸鹽,然后通入CO2制取純凈的Al(OH)3,實驗方案為:向混合液中加入過量NaOH,過濾,向濾液中通入足量CO2,再過濾;

3)當c(Fe3+)恰好為l×l0-5mol·L-l時,,若此時Ga3+恰好開始沉淀,則;

4)電解過程中,Ga元素從+3價降低至0價,發(fā)生還原反應生成Ga,陽極為水失去電子生成氧氣,電解總反應為:;屬于弱酸陰離子,能夠發(fā)生水解生成Ga(OH)3,會降低產率,若溶液酸度過高,則溶液中H+可能會發(fā)生還原反應生成H2,會降低陰極電解效率。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含ⅥA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。請回答下列問題:

(1)已知H2O2的結構如圖:

H2O2分子不是直線形的,兩個H原子猶如在半展開的書的兩面紙上,書頁角為93°52′,而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。根據該結構寫出H2O2分子的電子式______。估計它難溶于CS2,簡要說明原因:________________。

(2)O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為____________________

(3)H2Se的酸性比H2S_____(填“強”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構型為______,SeO32-離子中Se的雜化方式為______。

(4)硒化鋅的晶胞結構如圖所示,硒離子的配位數(shù)是____,若晶胞參數(shù)為d pm,則硒化鋅的密度為______ g·cm-3。(不需要化簡,1 m=109 nm=1012 pm)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下,體積為2L的密閉容器中,NO2N2O4之間發(fā)生反應,2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色),如圖所示。

(1)曲線____(“X”“Y”)表示NO2的物質的量隨時間的變化曲線,

(2)若降低溫度,則v()____,v()____.(加快"減慢"不變”)

(3)在03min中內X的反應速率為____

(4)達到反應限度時X的轉化率為____,注:物質的轉化率= ×100%

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加,m、np是由這些元素組成的二元化合物,r是一種氣態(tài)單質,n為淡黃色粉末,相關物質轉化關系如圖所示。室溫下,0. 0lmol/Ls溶液pH12,X的質子數(shù)是WZ的質子數(shù)之和的一半。下列說法正確的是

A.原子半徑:W<X<Y

B.簡單氫化物沸點:Z<X<Y

C.ns中均含有離子鍵和共價鍵

D.q溶于水時溫度升高,證明其水解過程放熱

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(1)寫出下列物質的電子式:

NaCl____________;HCl_____________

(2)第三周期元素中的最高價氧化物對應的水化物中,酸性最強的是________,堿性最強的是_____________,呈兩性的氫氧化物是_______________。半徑最大的原子是__________,氫化物最穩(wěn)定的元素是___________。

(3)硫元素位于元素周期表中______周期_______族,氣態(tài)氫化物的化學式是____________,最高價氧化物對應水化物的化學式_________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】化合物G是一種藥物合成中間體,其合成路線如下:

回答下列問題:

1B的名稱為____;D中含有的無氧官能團結構簡式為____。

2)反應④的反應類型為____;反應⑥生成GX兩種有機物,其中X的結構簡為_____。

3)反應⑤的化學反應方程式為_____C6H7BrS用結構簡式表示)。

4)滿足下列條件的C的同分異構體共有 ___種,寫出其中一種有機物的結構簡式:____。

①苯環(huán)上連有碳碳三鍵;②核磁共振氫譜共有三組波峰。

5)請設計由苯甲醇制備的合成路線(無機試劑任選)____

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)在正是全球抗擊新冠病毒的關鍵時期,專家指出磷酸氯喹對治療新冠病毒感染有明顯效果,磷酸氯喹的分子結構如圖所示,下列關于該有機物的說法正確的是(

A.該有機物的分子式為:C18H30N3O8P2Cl

B.該有機物能夠發(fā)生加成反應、取代反應、不能發(fā)生氧化反應

C.該有機物苯環(huán)上的1-溴代物只有2

D.1mol該有機物最多能和8molNaOH發(fā)生反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在有機物分子中,若某個碳原子連接著四個不同的原子或原子團,則這個碳原子被稱為手性碳原子,凡含有手性碳原子的物質一定具有光學活性,如物質有光學活性,發(fā)生下列反應后生成的有機物無光學活性的是(  )

①與甲酸發(fā)生酯化反應、谂cNaOH溶液反應 ③與銀氨溶液作用 ④在催化劑存在下與氫氣作用

A. ①③B. ②④

C. ①④D. ②③

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究發(fā)現(xiàn),鋁元素能損害人的腦細胞。適當?shù)匮a充碘元素可預防甲狀腺腫大,但攝入過多也會導致甲狀腺腫大,因此補充人體所需的元素時也要適可而止。試回答下列問題:

(1)Fe也是人體需要補充的元素之一,試寫出Fe2+的核外電子排布式:________。

(2)與Al同一周期的Na、Mg元素也是人體所需元素,Na、Mg、Al基態(tài)原子第一電離能的大小關系是________。

(3)氯化鋁的熔點是194℃,氧化鋁的熔點是2054℃,但是工業(yè)上不能用電解熔融氯化鋁的方法獲取鋁單質,這是因為________________________________________。

(4)F與I是同一主族的元素,BeF2與H2O都是由三個原子構成的共價化合物分子,二者分子中的中心原子Be和O的雜化方式分別為________、________,BeF2分子的立體構型是________,H2O分子的立體構型是________。

(5)I2晶體的晶胞結構如圖所示,該晶胞中含有________個I2分子,設該晶胞的晶胞參數(shù)為acm,則I2的密度是________________g·cm-3。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案