某地煤矸石經(jīng)預(yù)處理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量鈣鎂的化合物等,一種綜合利用工藝設(shè)計如下:

(1)“酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為__________  、____________。
(2)“酸浸”時鋁浸出率的影響因素可能有_____ ________、_____ ______。(寫出兩個)
(3)物質(zhì)X的化學(xué)式為___________!皦A溶”時反應(yīng)的主要離子方程式為:Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓;                                     
(4)已知Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2,Al3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4為了獲得產(chǎn)品Al(OH)3,從煤矸石的鹽酸浸取液開始,若只用CaCO3一種試劑,后續(xù)操作過程是                      
(5)以煤矸石為原料還可以開發(fā)其他產(chǎn)品,例如在煤矸石的鹽酸浸取液除鐵后,常溫下向AlCl3溶液中不斷通入HCl氣體,可析出大量AlCl3·6H2O晶體,結(jié)合化學(xué)平衡移動原理解釋析出晶體的原因:                                        。
(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ; Fe2O3+6H+="2" Fe 3++3 H 2O   
(2)鹽酸的濃度、反應(yīng)溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分?jǐn)嚢琛⒎磻?yīng)時間(任寫兩個)
(3)CO2; Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O    
(4)加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,過濾除去Fe(OH)3后,再加CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,過濾得到Al(OH)3
(5)AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡:AlCl3·6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl(aq)+6H2O(l),通入HCl氣體使溶液中c(Cl)增大,平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3晶體。

試題分析:(1)金屬氧化物Al2O3、Fe2O3能與酸反應(yīng),而非金屬氧化物不能與酸反應(yīng)。所以“酸浸”過程中主要反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ; Fe2O3+6H+="2Fe" 3 ++3H2 O 。(2)在用酸溶解金屬氧化物時,影響化學(xué)反應(yīng)速率的元素有鹽酸的濃度、反應(yīng)溫度、煤矸石顆粒大小、是否充分?jǐn)嚢、反?yīng)時間等等。(3)在用酸溶解金屬氧化物時酸可能過量,AlCl3、FeCl3都是強酸弱堿鹽,水解使溶液顯酸性。所以向該酸性溶液中加入CaCO3時發(fā)生反應(yīng):CaCO3+2H+=Ca2++ CO2↑+H2O。物質(zhì)X是CO2。得到的沉淀是Al(OH)3、Fe(OH)3。加入NaOH溶液時,由于Al(OH)3是兩性氫氧化物,能跟強堿反應(yīng)溶解,發(fā)生反應(yīng)為:Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O。(4)由于Fe3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為2.1和3.2,而Al3+開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.1和5.4。所以為了得到純凈的Al(OH)3,首先加入CaCO3調(diào)節(jié)pH到3.2,得到Fe(OH)3,將其過濾除去后,再加CaCO3調(diào)節(jié)pH到5.4,這時又產(chǎn)生Al(OH)3。把它過濾出來并加以洗滌,即得到純凈的Al(OH)3。(5)常溫下向AlCl3溶液中不斷通入HCl氣體,由于在AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡:AlCl3·6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl(aq)+6H2O(l),通入HCl,即增大了生成物的濃度,化學(xué)平衡逆向移動。因此可析出大量AlCl3·6H2O晶體。3的兩性、鹽的水解平衡、離子方程式的書寫、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動的影響的知識。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實驗題

苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè),某興趣小組同學(xué)利用高錳酸鉀氧化甲苯制備苯甲酸(KMnO4中性條件下還原產(chǎn)物為MnO2,酸性條件下為Mn2+)

已知:苯甲酸相對分子量122,熔點122.4℃,在25℃和95℃時溶解度分別為0.3 g和6.9 go。

實驗流程:
①往裝置A中加入2.7mL (2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍過量的KMnO4固體,控制反應(yīng)溫度約在100℃,當(dāng)甲苯層近乎消失,回流不再出現(xiàn)油珠時,停止加熱。
②將反應(yīng)混合物趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣,合并濾液與洗滌液,冷卻后加入濃鹽酸,經(jīng)操作I得白色較干燥粗產(chǎn)品。
③純度測定:稱取1.220g白色樣品,配成100mL、甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,重復(fù)滴定四次,每次消耗的體積如下表所示列舉

請回答:
(1)裝置A的名稱         。若不用溫度計,本實驗控制反應(yīng)溫度的措施為          
(2)白色粗產(chǎn)品中除了KCl外,其他可能的無機雜質(zhì)為____            。
(3)操作I的名稱                                  。
(4)步驟③中用到的定量儀器有              ,100mL容量瓶,50mL酸式、堿式滴定管。
(5)樣品中苯甲酸純度為                           
(6)滴定操作中,如果對裝有KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管讀數(shù)時,滴定前仰視,滴定后俯視則測定結(jié)果   (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(1)實驗室由純凈的銅屑制膽礬(CuSO4·5H2O)的實驗流程如下:

溶解銅屑一種方案是:將銅屑加入到稀硫酸與雙氧水的混和液中并用30~40℃水浴加熱,一段時間后,銅完全溶解,得到硫酸銅溶液。
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                       
②反應(yīng)溫度不能超過40℃的原因是                               ,
③由硫酸銅溶液獲得膽礬的操作依次為        、冷卻結(jié)晶、        、洗滌、干燥。
(2)目前我國的火力發(fā)電機組絕大多數(shù)為燃煤機組,而以燃煤為主的電力生產(chǎn)所造成的環(huán)境污染是制約電力工業(yè)發(fā)展的一個重要因素,其中氮氧化物(NOx)是繼粉塵和二氧化硫之后燃煤電站環(huán)保治理的重點。
①燃煤煙氣脫硫的方法很多,如石灰石—石膏法、氨水法等。其中石灰石-石膏法脫硫的原理第一步是SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,然后再將產(chǎn)物氧化制成石膏,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式      。
②燃煤煙氣脫硝可采用氨(NH3)作為還原介質(zhì),在催化劑存在的條件下,氮氧化物(NOx)與還原劑發(fā)生反應(yīng),生成無害的氮氣和水,寫出二氧化氮與氨反應(yīng)的化學(xué)方程式      

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一,它的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛。請回答下列問題:
(1)氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn)             為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。
(2)電解前,為除去食鹽水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等雜質(zhì)離子,加入下列試劑的順序合理的是   (填下列各項中序號)。
a、碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇    b、碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉
c、氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇    d、氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉
(3)“鹽泥”是電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥組成如下:
成分
NaCl
Mg(OH)2
CaCO3
BaSO4
其他不溶物
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
15~20
15~20
5~10
30~40
10~15
 
利用鹽泥生產(chǎn)MgSO4·7H2O晶體的工藝流程如下圖所示。

回答下列問題:
①酸洗過程中加入的酸為   ,加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量,控制pH為5左右,反應(yīng)溫度在50℃左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng),以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4,在此過程中同時生成CaSO4。其中碳酸鈣可以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是                    。
②過濾所得濾渣的主要成分為                      。
③根據(jù)圖分析,蒸發(fā)結(jié)晶過濾所得晶體A主要成分為              。

④真空干燥MgSO4·7H2O晶體的原因是                   。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

某研究小組設(shè)計如下工藝路線提純工業(yè)碳酸鈉。已知工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl、和SO42等雜質(zhì)。

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示:

Ⅱ.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下:
物質(zhì)
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×109
6.82×106
4.68×106
5.61×1012
2.64×1039
 
根據(jù)所給信息,回答下列問題:
(1)加入NaOH溶液時發(fā)生的離子方程式為___________________________。
向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2)∶c(Fe3)=__________________________________________
(2)“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在____________________________________
(3)有人從“綠色化學(xué)”的角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用。請你分析實際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行__________________,并說明理由_______________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在氯堿工業(yè)中,原料鹽中的雜質(zhì)離子危害很高,能破壞離子膜,以下對Ca2、Mg2、Fe3、SO42除去順序不合理的是         (  )。
A.BaCl2、NaOH、Na2CO3
B.BaCl2、Na2CO3、NaOH
C.NaOH、BaCl2、Na2CO3
D.Na2CO3、BaCl2、NaOH

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì))所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是(  )。
 
被提純的物質(zhì)
除雜試劑
分離方法
A
溴化鈉溶液(NaI)
新制氯水、CCl4
萃取、分液
B
氯化銨溶液(FeCl3)
氫氧化鈉溶液
過濾
C
二氧化碳(CO)
氧化銅粉末
通過灼熱的氧化銅粉末
D
碳酸鈉(偏鋁酸鈉)
鹽酸
過濾
 

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42-等雜質(zhì),提純工藝線路如下:

Ⅰ.碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如圖所示:

Ⅱ.有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下:
物質(zhì)
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×10-9
6.82×10-6
4.68×10-6
5.61×10-12
2.64×10-39
 
回答下列問題:
(1)加入NaOH溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:_____________________________________。
向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時,c(Mg2):c(Fe3)=________。
(2)“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在________。
(3)有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用。請你分析實際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行________,并說明理由________________________________________。
(4)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ΔH=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH=+473.63 kJ·mol-1
寫出NaCO3·H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

廢舊堿性鋅錳干電池內(nèi)部的黑色物質(zhì)A主要含有MnO2、NH4CI、ZnCI2,還有少量的FeCI2和炭粉,用A制備高純MnCO3,的流程圖如下。

(1)堿性鋅錳干電池的負(fù)極材料是_________(填化學(xué)式)。
(2)第Ⅱ步操作的目的是________________________。
(3)第Ⅳ步操作是對濾液a進行深度除雜,除去Zn2+的離子方程式為____________________。 (已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
(4)為選擇試劑X,在相同條件下,分別用5 g黑色物質(zhì)M進行制備MnSO4的實驗,得到數(shù)據(jù)如右表:

①試劑x的最佳選擇是_________。
②第Ⅲ步中用選出的最佳試劑X與M的
主要成分反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(5)第V步系列操作可按以下流程進行:

已知:MaCO3難溶于水和乙醇,潮濕時易被空氣氧化,100℃開始分解;Mn(OH) 2
始沉淀時pH為7.7。請補充完成以下操作:
操作1:___________________;操作2:過濾,用少量水洗滌2~3次
操作3:檢測濾液,表明SO已除干凈; 操作4:___________________;
操作5:低溫烘干。

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同步練習(xí)冊答案