【題目】石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：

(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃)

（1）向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是 。

（2）高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為 。由氣體Ⅱ中某物得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。

（3）步驟①為：攪拌、 。所得溶液Ⅳ中的陰離子有 。

（4）由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為 ，

100kg初級(jí)石墨最多可能獲得Ⅴ的質(zhì)量為 kg。

（5）石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成如圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。

【答案】（1）排除裝置中的空氣（1分） （2）CO（1分） SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O（2分）

（3）過(guò)濾（1分） AlO2-和Cl－ （2分）

（4）AlO2-＋CH3COOCH2CH3＋2H2OCH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓（2分） 7.8 （1分）

（5） （2分）

【解析】

試題分析：（1）石墨的化學(xué)性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定，而在高溫下可與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以通入N2目的是作保護(hù)氣，排除空氣中的氧氣，減少C的損失；

（2）高溫反應(yīng)后，石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。由于碳是過(guò)量的，因此碳氧化合物是CO。根據(jù)雜質(zhì)的含量，氣體I中的氯化物主要SiCl4、AlCl3、FeCl3；SiCl4的沸點(diǎn)是57.6C，所以氣體II為SiCl4，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氯化鈉，化學(xué)方程式為SiCl4＋6NaOH＝Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O；

（3）金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150C，所以固體III中存在氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂，其中氯化鐵、氯化鎂與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成沉淀，而氯化鋁與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，所以攪拌后過(guò)濾，所得溶液IV中陰離子有；Cl-、OH-、AlO2；

（4）偏鋁酸鈉發(fā)生水解反應(yīng)，加入乙酸乙酯的目的是除去過(guò)量的氫氧化鈉且加熱條件下水解平衡一直正向移動(dòng)，生成沉淀氫氧化鋁，總離子方程式為AlO2-＋CH3COOCH2CH3＋2H2OCH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓；1000kg石墨中含有Al2O351kg，根據(jù)鋁元素守恒，可得到Al(OH)3的質(zhì)量是78kg。

（5）銅的化學(xué)性質(zhì)比石墨活潑，所以應(yīng)用外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)銅，所以石墨作陽(yáng)極，銅作陰極。在圖中注明電源的正負(fù)極，石墨與正極相連，銅與負(fù)極相連，示意圖為。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某課外活動(dòng)小組為探究金屬與濃硫酸反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ.探究濃硫酸與銅反應(yīng)時(shí)硫元素與氫元素的氧化性強(qiáng)弱：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（固定裝置已略去）

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能證明濃硫酸與銅反應(yīng)后產(chǎn)物中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是 。

Ⅱ．研究過(guò)量的鋅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體：

（3）過(guò)量的鋅與濃硫酸反應(yīng)制取的二氧化硫氣體中可能含有的雜質(zhì)是__________________；

（4）某同學(xué)用下列裝置連接成一整套實(shí)驗(yàn)裝置以驗(yàn)證（3）的判斷是否正確，若按氣體從左到右流向時(shí)，氣體流經(jīng)的各裝置導(dǎo)管的編號(hào)依次是________________（用a、b……填寫）。

（5）根據(jù)（4）確定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)時(shí)有關(guān)裝置中所盛藥品、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論或解釋填入下列橫線上：

①___________________________________________________________________________

②___________________________________________________________________________

③___________________________________________________________________________

④___________________________________________________________________________

⑤___________________________________________________________________________

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是

A. 向次氯酸鈣溶液通入過(guò)量CO2：Ca2++2ClO—+CO2+H2O =CaCO3↓+2HClO

B. 向次氯酸鈣溶液通入SO2：Ca2++2ClO—+SO2+H2O= CaSO3↓+2HClO

C. 氫氧化鈣溶液與碳酸氫鎂溶液反應(yīng)：HCO3—+Ca2++OH—＝CaCO3↓+H2O

D. 在氯化亞鐵溶液中加入稀硝酸：3Fe2++4H++NO3—=3Fe3++NO↑+2H2O

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)探究某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①取6.0克A在氧氣中完全燃燒，將生成氣體依次通過(guò)M（裝有濃硫酸）和N（裝有堿石灰）洗氣瓶，M增重7.2克，N增重13.2克。

②測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量為60。

③測(cè)定核磁共振氫譜，有三個(gè)強(qiáng)峰，比值為6:1:1

據(jù)此回答下列問(wèn)題：

（1）②中測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的方法為 ；

（2）寫出A的分子式 ；

（3）A發(fā)生消去反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；

（4）A與乙酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】有一種藍(lán)色晶體[可表示為：MFey(CN)6]，經(jīng)X射線研究發(fā)現(xiàn)，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe3+ 和Fe2+互相占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，而CN－位于立方體的棱上。其晶體中陰離子的最小結(jié)構(gòu)單元如右圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）

A．該晶體的化學(xué)式為MFe2(CN)6

B．該晶體熔融可導(dǎo)電，且屬于化學(xué)變化

C．該晶體屬于離子晶體，M呈+2價(jià)

D．晶體中與每個(gè)Fe3+距離最近且等距離的CN－為6個(gè)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙接觸某氣體而顯藍(lán)色，該氣體可能是①Cl2 ②NO2 ③H2S ④SO2 ⑤溴蒸氣 ⑥HCl中的 （ ）

A．①④⑤ B．①②⑤ C．①②⑥ D．①②④⑤

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】無(wú)水MgBr2可用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無(wú)水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下：

步驟1 三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無(wú)水乙醚；裝置B中加入15 mL液溴。

步驟2 緩慢通入干燥的氮?dú)�，直至溴完全�?dǎo)入三頸瓶中。

步驟3 反應(yīng)完畢后恢復(fù)至常溫，過(guò)濾，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0℃，析出晶體，再過(guò)濾得三乙醚合溴化鎂粗品。

步驟4 室溫下用苯溶解粗品，冷卻至0℃，析出晶體，過(guò)濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160℃分解得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品。

已知：①Mg和Br2反應(yīng)劇烈放熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性。

②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5

請(qǐng)回答：

（1）儀器A的名稱是____________。

實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是___________。

（2）如將裝置B改為裝置C（圖2），可能會(huì)導(dǎo)致的后果是___________。

（3）步驟3中，第一次過(guò)濾除去的物質(zhì)是___________。

（4）有關(guān)步驟4的說(shuō)法，正確的是___________。

A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B．洗滌晶體可選用0℃的苯

C．加熱至160℃的主要目的是除去苯D．該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴

（5）為測(cè)定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡(jiǎn)寫為Y4-）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：

Mg2++ Y4-====Mg Y2-

①滴定前潤(rùn)洗滴定管的操作方法是__________。

②測(cè)定時(shí)，先稱取0.2500g無(wú)水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0.0500 mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL，則測(cè)得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品的純度是________________________（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】NA代表阿伏伽德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是

A．在0℃、101kPa條件下，11.2L丁烷中含極性共價(jià)鍵數(shù)目為5NA

B．含23g鈉元素的Na2O和Na2O2混合物中陰離子數(shù)目介于0.5NA和NA之間

C．5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物每多14g，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為15NA

D．用惰性電極電解飽和碳酸鈉溶液時(shí)，電路上通過(guò)2mol電子時(shí)產(chǎn)生氣體分子總數(shù)為NA

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè)，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來(lái)制備。

完成下列填空：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常加入過(guò)量的乙醇，原因是______________。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用，但實(shí)際用量多于此量，原因是_______________；濃硫酸用量又不能過(guò)多，原因是____________。

（2）飽和Na2CO3溶液的作用是___________、_____________、_____________。

（3）反應(yīng)結(jié)束后，將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中，_________、________，然后分液。

（4）若用b裝置制備乙酸乙酯，其缺點(diǎn)有__________、__________。由b裝置制得的乙酸乙酯粗產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后，還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是________，分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是_______________。

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同步練習(xí)冊(cè)答案