2020版领军高考化学一轮复习必刷好题专题15化工流程中铝的化合物的转化.docx

专题15 化工流程中铝的化合物的转化1.（2019全国卷）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9（1）“滤渣1”含有S和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_。（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将_。（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_6之间。（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_。（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_。（6）写出“沉锰”的离子方程式_。（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=_。【答案】 (1). SiO2（不溶性硅酸盐） (2). MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O (3). 将Fe2+氧化为Fe3+ (4). 4.7 (5). NiS和ZnS (6). F与H+结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2+2F平衡向右移动 (7). Mn2+2=MnCO3+CO2+H2O (8). 【解析】（1）Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣I中除了S还有SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程式为：MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O；（2）二氧化锰作为氧化剂，使得MnS反应完全，且将溶液中Fe2+氧化为Fe3+；（3）由表中数据知pH在4.7时，Fe3+和Al3+沉淀完全，所以应该控制pH在4.76之间；（4）根据题干信息，加入Na2S除杂为了出去锌离子和镍离子，所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和NiS；（5）由HF H+F-知，酸度过大，F-浓度减低，使得MgF2Mg2+2F-平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2+沉淀不完全；（6）根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀，所以反应离子方程式为：Mn2+2HCO3-=MnCO3+CO2+H2O；（7）根据化合物中各元素化合价代数和为0的规律得：1+2x+3y+4z=6，已知，x=y=1/3，带入计算得：z=1/32. （2018江苏）以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_。（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率=（1）100%不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_（填化学式）转化为_（填化学式）。（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n（FeS2）n（Fe2O3）=_。【答案】（12分）（1）SO2+OHHSO3（2）FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中（3）NaAlO2 Al(OH)3（4）116【解析】（1）过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O，反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3，离子方程式为SO2+OH-=HSO3-。（2）根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600，不添加CaO的矿粉低于500焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，根据硫去除率的含义，700焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。（3）“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al（OH）3，反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al（OH）3。（4）Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2，理论上完全反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。锁定考点基础练习1铝是一种轻金属，被称为金属界的“万金油”，应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。完成下列填空：(1)铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm的致密氧化膜，写出除去氧化膜的一种方法_(用方程式表示)。(2)氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因_(用方程式说明)；写出Al(OH)3的电离方程式_。 (3)明矾(KAl(SO4)212H2O)的水溶液呈_性(选填“酸”、“碱”或“中”)，溶液中离子浓度大小顺序为_。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，请用平衡移动原理解释该现象。_(4)碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点，其原理如下： Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) 3AlCl(g) + 3CO(g) 1486 kJ 3AlCl(g) 2Al(l) + AlCl3(g) + 140 kJ 写出反应的化学平衡常数表达式K=_，升高温度，K_(填增大、减小、不变)。 写出反应达到平衡状态的一个标志_；结合反应、进行分析，AlCl3在炼铝过程中的作用可以看作_。 将1mol氧化铝与3mol焦炭的混合物加入2L反应容器中，加入2mol AlCl3气体，在高温下发生反应。若5min后气体总质量增加了27.6g，则AlCl的化学反应速率为_ mol/(Lmin)。【答案】Al2O3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O或Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O 2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O Al3+ + 3OH-Al(OH)3H+AlO2- + H2O 酸 c(SO42-)c(K+)c(Al3+)c(H+)c(OH-) 铝离子水解呈酸性，Al3+ + H2OAl(OH)3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性HCO3- + H2OH2CO3 + OH-，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体 增大 压强不变(合理即可) 催化剂 0.06 【解析】 (1)氧化铝属于两性氧化物，可以用盐酸，也可以用氢氧化钠除去铝片表面的氧化膜，反应方程式为Al2O3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O或Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O，故答案为：Al2O3 + 6HCl =2AlCl3 + 3H2O或Al2O3 + 2NaOH=2NaAlO2 + H2O；(2) 氢氧化铝受热分解吸热，同时生成的氧化铝熔点高，覆盖在可燃物表面，起到阻燃作用，氢氧化铝分解的方程式为2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O，氢氧化铝是两性氢氧化物，电离方程式为Al3+ + 3OH-Al(OH)3H+AlO2- + H2O，故答案为：2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O；Al3+ + 3OH-Al(OH)3H+AlO2- + H2O；(3)明矾(KAl(SO4)212H2O)属于强酸弱碱盐，铝离子水解，溶液呈酸性，溶液中离子浓度大小顺序为c(SO42-)c(K+)c(Al3+)c(H+)c(OH-)。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，是因为铝离子水解呈酸性，Al3+ + H2OAl(OH)3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性HCO3- + H2OH2CO3 + OH-，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体，故答案为：酸；c(SO42-)c(K+)c(Al3+)c(H+)c(OH-)；铝离子水解呈酸性，Al3+ + H2OAl(OH)3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性HCO3- + H2OH2CO3 + OH-，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体；(4) 反应.Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) 3AlCl(g) + 3CO(g) 1486 kJ的化学平衡常数表达式K=，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K增大，故答案为：；增大； 反应达到平衡状态时，各种气体的物质的量浓度不变，气体的压强不变等；反应+反应得：Al2O3(s) + 3C(s) 3CO(g) +2Al(l) 1346 kJ，说明AlCl3在炼铝过程中是催化剂，故答案为：压强不变(合理答案均可)；催化剂；设生成的AlCl的物质的量为x，Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) 3AlCl(g) + 3CO(g) 气体质量的增加量 3mol 138g X 27.6g则=，解得：x=0.6mol，则AlCl的化学反应速率=0.06mol/(Lmin)，故答案为：0.06。2NH4Al(SO4)212H2O(铵明矾)可用作泡沫灭火器的内留剂、石油脱色剂等。某兴趣小组同学用氧化铁、铝粉、镁条和氯酸钾等物质做铝热反应后的铝灰及硫酸铵等为原料制备铵明矾的实验，步骤如下：(1)下列有关说法中正确的是_。A“滤液1”中含有K+、Mg2+、Cl-B“滤渣1”和“滤渣2”中含有相同的物质C“过滤1”可用倾析法，以缩减实验时间D将“滤液3”蒸干并灼烧，可得纯碱(2)用NaOH溶解“滤渣1”时，可以采用_的方式提高浸出率(写出3条)。(3)向“滤液2”中通入足量的CO2，写出相应的离子反应方程式_。(4)由“滤渣3”制备铵明矾，经过如下步骤：ag_h(依次填入正确的序号)a加硫酸溶解 b抽滤 c加入蒸发皿中d降温结晶 e蒸发至表面出现晶膜f配制饱和硫酸铵溶液g将硫酸铝溶液转移至蒸发皿h洗涤、干燥(5)根据各物质的溶解度曲线(见下图)，在80时，用一定浓度的硫酸溶解“滤渣3”时，最适宜的硫酸浓度为_。A3mol/L(1.20g/mL)B6mol/L(1.34g/mL)C9mol/L(1.49 g/mL)D18mol/L (1.84g/mL)所需硫酸用量的简便确定方法是_。【答案】BD 加热、提高NaOH浓度、搅拌等 AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3- OH-+CO2HCO3- fcedb A 逐滴加入(3 mo1L-1)硫酸，并不断搅拌，至沉淀恰好完全溶解 【解析】（1）A.“滤液1”中主要含有氯酸钾，故含有K+、ClO3-，故A错误；B.“滤渣1”中含有氧化铁、铝粉、镁条，“滤渣2”中含有氧化铁、镁条，含有相同的物质为氧化铁、镁条，故B正确；C.倾析法可以将颗粒较大的固体与溶液分离，滤渣1中含有铝粉，颗粒较小，不能使用倾析法，故C错误；D.“滤液3”中主要含有碳酸氢钠，碳酸氢钠蒸干并灼烧，受热分解生成纯碱，故D正确。故答案为：BD。（2）用NaOH溶解“滤渣1”时，可采用加热、提高NaOH浓度、搅拌等方式提高浸出率，故答案为：加热、提高NaOH浓度、搅拌等。（3）向“滤液2”中通入足量的CO2，偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，氢氧化钠与足量的CO2反应生成碳酸氢钠，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3- OH-+CO2=HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3- OH-+CO2=HCO3-。（4）由“滤渣3”中主要含有氢氧化铝，先加硫酸溶解，氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，将硫酸铝溶液转移至蒸发皿中，配制饱和硫酸铵溶液，加入蒸发皿中，蒸发至表面出现晶膜，降温结晶，抽滤，得到铵明矾，洗涤、干燥。所以制备铵明矾的步骤为：agfcedbh，故答案为：fcedb。（5）由图可知，80时Al2(SO4)318H2O的溶解度约为70g，则100g水中可溶解70g晶体，则nAl2(SO4)318H2O=70g/666g/mol0.1mol，n(H2SO4)=n(SO42-)=0.1mol3=0.3mol，若H2SO4溶解Al2O3后溶液的体积变化忽略不计，则c(H2SO4)=0.3mol/0.1L=3mol/L，故答案为：A。用3mol/L的H2SO4溶解Al2O3后，得到的溶液接近Al2(SO4)318H2O的饱和溶液，有利于铵明矾的制备（可减少蒸发水的量），故答案为：逐滴加入(3 mo1L-1)硫酸，并不断搅拌，至沉淀恰好完全溶解。3工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3，还含有少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下： (1)Al2(SO4)3溶液蒸干灼烧后所得物质的化学名称是_。(2)焙烧时Al2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为_。水浸与中和步骤得到溶液的操作方法是_。(3)浸液Y中含Pd元素的溶质是_ (填化学式)。(4)“热还原”中每生成1molPd生成的气体的物质的量为_ (已知热还原得到的固体只有Pd)。(5)Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)+xH2(g)=2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。已知： Pd的密度为12gcm-3， 则10.6cm3Pd能储存标准状况下H2的最大体积为_L。(6)铝的阳极氧化法是将铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，加入-羟基丙酸、丙三醇后进行电解，可观察到铝的表面会形成一层致密的氧化膜。写出电解时阳极的电极反应式：_ 。电解过程中-羟基丙酸、丙三醇的作用可能是_。【答案】硫酸铝 3(NH4)2SO4+Al2O3高温Al2(SO4)3+6NH3+3H2O 过滤 H2PdCl6 8mol 10.752 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ 抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案) 【解析】 (1)Al2（SO4）3溶液中水解生成氢氧化铝和硫酸，加热蒸发，硫酸是难挥发性酸，蒸出的为水，得到硫酸铝固体；答案： 硫酸铝(2)从流程中得知，反应物为(NH4)2SO4和Al2O3，生成物包括NH3和Al2(SO4)3，不难推出还有另一个生成物水，注意条件高温不要漏了；水浸后分离出滤渣和溶液，所以操作为过滤；答案：3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3+3H2O 过滤(3)氨气中和后生成滤液(NH4)2SO4，所以往前推理Y中含Pd的溶质为H2PdCl6；答案：H2PdCl6(4)（NH4）2PtCl6+2H2Pt+2NH3+6HCl，热还原得Pd，生成1molPd，则还有2mol氨气和6molHCl，故气体物质的量为8mol；答案：8mol(5)本题利用化学计量知识计算，mV，nm/M，得n（Pd）=1.2mol，x最大值为0.8，则令x0.8，参与反应氢气为0.48mol，故标准状况下气体体积为10.752L。答案：10.752(6)阳极反应方程式为铝失去电子，生成氧化膜氧化铝，反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+；答案：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+因为实验目的是观察氧化膜的形成，所以添加物的目的要从保持氧化膜的角度考虑即可，答案可以是抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)；答案：抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)。4我国自主研制的C919大型客机的机身大量采用第三代铝锂合金减重并提高刚度。某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal指剩余的百分含量)：成分SiFeCuMnMgZnTiLiAl含量0.080.12.93.50.50.250.80.250.10.81.1Bal为了使合金具有高耐腐性能，通常先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层，再进行氧化处理，并进行适当封闭，以提高合金表面耐腐蚀性能。仔细阅读上述信息，回答下列问题：(1)铝锂合金可用于制造飞机，铝锂合金材料的主要特点是_。(2)铝元素原子核外有_种不同运动状态的电子，最外层电子排布式为_。(3)碱腐蚀工艺采用4060g/L的NaOH溶液，在4055下处理0.52min时间。写出碱腐蚀主要反应的化学方程式_(写一个即可)。(4) 镁与铝也是构成轻合金的两种常见金属，请从原子结构角度分析比较它们金属性的强弱_(5) 向镁铝合金滴入盐酸至恰好全部溶解，再逐渐滴入氢氧化钠溶液至过量，在滴氢氧化钠过程中观察到的现象有：_；写出其现象中的一个离子方程式_。【答案】轻、坚固(或硬) 13 3s23p1 2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O 镁与铝元素原子电子层数相同，镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子，所以镁的金属性强于铝 先产生白色沉淀，后沉淀部分溶解 ；，或（任写一个） 【解析】（1）第三代铝锂合金减重并提高刚度，其特点是轻、坚固(或硬)，故答案为：轻、坚固(或硬)；（2）Al为13号元素，核外电子数等于质子数，为13，所以有13种不同运动状态的电子，最外层为M层，有三个电子，其电子排布式为3s23p1，故答案为：13；3s23p1；（3）碱可溶解氧化铝，其化学方程式为：2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O，故答案为：2NaOH+Al2O3 = 2NaAlO2+H2O；（4）铝与镁均处于第三周期，镁元素镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子，所以镁的金属性强于铝，故答案为：镁与铝元素原子电子层数相同，镁原子核电荷数少、半径大、更易失去电子，所以镁的金属性强于铝；（5）向镁铝合金滴入盐酸至恰好全部溶解，生成氯化铝和氯化镁，滴加氢氧化钠时，均生成氢氧化物而沉淀下来，相应的离子方程式为：和，继续滴加氢氧化钠后，因氢氧化铝会与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，其离子方程式为：，而氢氧化镁不反应，所以沉淀部分溶解，故答案为：先产生白色沉淀，后沉淀部分溶解；，或（任写一个）。5磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（主要成分LiFePO4、炭黑和铝箔）中金属的流程如下：（1）步骤中“碱溶”反应的化学方程式为_。（2）步骤中反应的离子方程式为_。若用H2O2代替HNO3，其优点是_。（3）步骤沉淀的主要成分是_。（4）步骤中生成含Li沉淀_（填“能”或“不能”）用硫酸钠代替碳酸钠，原因是_。【答案】2Al+2NaOH+6H2O3H2+2NaAl（OH）4 3LiFePO4+NO3+13H+3Li+3Fe3+3H3PO4+NO+2H2O 不产生氮氧化物大气污染物 Fe（OH）3 不能 硫酸锂易溶于水，不能形成含锂沉淀。 【解析】（1）步骤中“碱溶”反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O3H2+2NaAl（OH）4；答案：2Al+2NaOH+6H2O3H2+2NaAl（OH）4。（2）步骤中反应的离子方程式为3LiFePO4+NO3+13H+3Li+3Fe3+3H3PO4+NO+2H2O，若用H2O2代替HNO3，由于双氧水的还原产物是水，因此其优点是不产生氮氧化物大气污染物；答案：3LiFePO4+NO3+13H+3Li+3Fe3+3H3PO4+NO+2H2O；不产生氮氧化物大气污染物。（3）由以上分析可知步骤沉淀的主要成分是Fe（OH）3；答案：Fe（OH）3。（4）硫酸锂易溶于水，不能用硫酸钠代替碳酸钠；答案：不能；硫酸锂易溶于水，不能形成含锂沉淀。6某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应所加试剂NaOH的电子式为_。BC的反应条件为_，CAl的制备方法称为_。(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)_。a温度 bCl的浓度 c溶液的酸度含铬元素溶液的分离和利用(3)用惰性电极电解时，能从浆液中分离出来的原因是_；阴极室生成的物质为_(写化学式)。【答案】 加热(或煅烧) 电解法 ac 在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液 NaOH和H2 【解析】（1）NaOH为离子化合物，其电子式为，B为Al(OH)3，在加热条件下生成氧化铝，电解熔融的氧化铝可得到铝，故答案为：；加热（或煅烧）；电解法；（2）反应涉及的条件为加热，不加热，无变化，加热有Cl2生成，说明该反应能否有效进行与温度有关；当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2，说明该反应能否有效进行与溶液的酸度有关。故答案为：ac；（3）依据离子交换膜的性质和电解工作原理知，在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来；H+在阴极室得到电子生成H2，溶液中的OH-浓度增大，混合物浆液中的Na+通过阳离子交换膜移向阴极室，故阴极室生成的物质为氢气和NaOH，故答案为：在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液 ；NaOH和H2。7（1）已知25： H2S一元酸HAKa1=9.1108，Ka2=1.11012，Ka=9.11010写出H2S与钾盐KA溶液 ( A-表示酸根 ) 反应的化学方程式：_。（2）次磷酸（H3PO2）是一种化工产品，具有较强的还原性。H3PO2是一元弱酸，写出其电离方程式_ 。H3PO2和NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag，从而可用于化学镀银。NaH2PO2为_（填 “正盐”或“酸式盐”），其溶液显_（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）。利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，则氧化产物为_（填化学式）。（3）向NH4Al（SO4）2溶液中滴加1molL1NaOH溶液，沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。（滴加过程无气体放出）写出m点发生反应的离子方程式_。往NH4Al（SO4）2溶液中改加20mL1.2mol/L Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为_mol 。【答案】H2SKA=KHSHA H3PO2H+H2PO2- 正盐 弱碱性 H3PO4 NH4+OH-=NH3H2O 0.02 【解析】（1）由题可知，硫化氢第一步电离程度大于HA的电离程度且第二步电离程度小于HA的电离程度，根据强酸制弱酸规律，H2S与钾盐KA溶液反应的化学方程式H2SKA=KHSHA；（2）H3PO2是一元弱酸，电离方程式H3PO2H+H2PO2；H3PO2为一元弱酸，与氢氧化钠完全中和产生NaH2PO2，故NaH2PO2为正盐，由于其为强碱弱酸盐，故溶液显弱碱性；利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，转移电子4mol，则反应为H3PO2 +4Ag+= 4Ag+ H3PO4，故氧化产物为H3PO4；（3）向NH4Al（SO4）2溶液中滴加1molL-1NaOH溶液，030mL时，反应为Al3+3OH-=Al(OH)3，3040mL时，沉淀量不变，反应主要为NH4+OH=NH3H2O，4050mL时，氢氧化铝沉淀逐渐溶解，Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O。写出m点发生反应的离子方程式为NH4+OH=NH3H2O；反应产生0.01mol沉淀，故n(Al3+)=0.01mol， 10mL氢氧化钠溶液与铵根离子反应，故n(NH4+)=0.01mol，根据阴阳离子电荷守恒，n(SO42-)=0.02mol。往NH4Al（SO4）2溶液中改加20mL1.2mol/L Ba（OH）2溶液，充分反应Ba2+ SO42-=BaSO4，硫酸根浓度不足，要以SO42-为标准计算BaSO4质量，根据S原子守恒得产生沉淀的物质的量为0.02mol 。8目前钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池应用十分广泛，从废旧钴酸锂理离子电池中回收铝、铁、钴、锂等元素成了重要的研究课题，某小组模拟工业流程从废旧电池中对上述元素进行提取。已知：滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等；几种物质不同温度下的溶解度如下表所示：T/20406080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7（1）钴酸锂（LiCoO2）中钴元素的化合价是_。（2）上述流程中将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为_。（3）滤液1中加入Na2SO3的主要目的是_；加入NaClO3的主要目的是_。（4）为了使Fe3+、Al3+沉淀完全（通常认为金属离子浓度小于或等于10-5molL-1时表示已沉淀完全）加入氨水调节pH的最小值是_（保留一位小数）。已知：KspFe(OH)3=1.010-39，KspAl(OH)3=2.710-34，lg3=0.52（5）滤液3中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，需要用“热水洗涤”的原因是_。（6）为得到高纯度的Li2CO3，需将粗产品Li2CO3与盐酸反应制得的LiCl进行电解。其原理如图所示：电解时阳极的电解反应式为_。电解后向产品LiOH溶液中加入过滤NH4HCO3溶液生成Li2CO3，反应的化学方程式为_。【答案】+3 4H+CoO2= 2H2O+Co3+ 将Co3+氧化为Co2+ 将Fe2+氧化为Fe3+ 4.5 Li2CO3溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失 2Cl-e-=Cl2 2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3 + (NH4 )2CO3 + 2H2O 【解析】（1）钴酸锂（LiCoO2）中锂的化合价为+1、氧为-2价，根据化合物化合价代数和为0可知，钴元素的化合价是+3价；（2）根据流程可知，废旧电池燃烧除去碳及有机物后利用硫酸浸泡得到的滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等；故将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为4H+CoO2= 2H2O+Co3+；（3）滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等；亚硫酸钠具有还原性，能将Co3+氧化为Co2+；NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化为Fe3+；（4）依据已知的KspAl(OH)3=2.710-34，KspFe(OH)3=1.010-39，可以求得Al3+和Fe3+完全以氢氧化物沉淀时（即金属离子浓度小于10-5molL-1时）的pH分别为：4.5和3.4；，加入氨水调节pH的最小值是4.5；（5）滤液3中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，需要用“热水洗涤”的原因是Li2CO3溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失；（6）电解LiCl溶液时阳极氯离子失电子产生氯气，电解反应式为2Cl-e-=Cl2；电解后向产品LiOH溶液中加入过滤NH4HCO3溶液生成Li2CO3，反应的化学方程式为2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3 + (NH4 )2CO3 + 2H2O。提升练习9铬合金具有高硬度、耐腐蚀特性，广泛应用于精密仪器制造，由高碳铬铁合金废料制取铬的简单流程如下:已知:Cr+H2SO4=CrSO4+H2请回答下列问题:请回答下列问题:（1）稀硫酸酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有_ (写一条即可)(已知:)（2）用纯碱调节溶液酸度，若纯碱过量，则可能导致的后果是_，副产物中两种主要物质的化学式为_（3）加入草酸发生反应的离子方程式为_；利用铝热反应冶炼铬。请写出该反应的化学方程式_（4）向滤液中通入空气，加入氨水后发生反应的化学方程式为_（5）利用如图装置，探究铬和铁的活泼性强弱。能证明铁比铬话泼的实验现象是_，工业上，在钢器具表面镀铬，用硫酸铬(CrSO4)溶液作电解液，阴极的电极反应式为_。（6）已知高碳铬铁度料中铁铭元素质量比为14:13.上述流程中铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%。废料中提取金属铬的总转化率为95%，如果得到草酸亚铁品体(FeC2O42H2O)质量为18.00吨，则可以冶炼铬的质量为_吨(结果保留1位小数)。【答案】加热、搅拌、适当提高稀硫酸浓度等(答案合理即可) Cr2+、Fe2+水解或沉淀 Na2SO4、NaHSO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O42H2O Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3H2O+2H2O=4Cr(OH)3+4(NH4)2SO4 铬极上产生气泡 Cr2+2e-=Cr 6.2 【解析】（1）已知:，稀硫酸酸浸过程中，提高“浸出率”的措施就是加快化学反应速率，结合影响化学化学反应速率的因素进行总结，例加热、搅拌或适当提高稀硫酸浓度等。（2）用纯碱调节溶液酸度，若纯碱过量，因为CO32-水解显碱性，则可能导致Cr2+、Fe2+沉淀，根据反应流程图，副产物中两种主要物质的化学式为Na2SO4 (NH4)2SO4（3）加入草酸发生反应的离子方程式为Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O42H2O；利用铝热反应指用金属铝和金属氧化物反应冶炼金属。铝热反应冶炼铬的化学反应方程式Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 。（4）向滤液中通入空气，加入氨水后发生反应的化学方程式为4CrSO4+O2+8NH3H2O+2H2O=4Cr(OH)3+4(NH4)2SO4 （5）由装置图分析此装置为原电池，铬和铁做电极材料，电解质为稀硫酸，根据原电池工作原理，活泼金属做负极，所以铁做负极失电子，铬做正极，溶液中H+得电子生成氢气，所以铬极上产生气泡，说明铁的金属活泼性比铬强。在钢器具表面镀铬，钢器具做阴极，用硫酸铬(CrSO4)溶液作电解液，阴极的电极反应式为Cr2+2e-=Cr。（6）由已知得(FeC2O42H2O)的物质的量为(186g)/180g.mol-1=105mol铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%,所以混合物中铁的含量为105mol/80%=1.25105 mol已知高碳铬铁度料中铁铭元素质量比为14:13.，说明铁和铬原子个数比为1:1，所以混合物中铬的含量为1.25105 mol，流程中废料中提取金属铬的总转化率为95%，可以冶炼铬的质量为1.25105 mol52g.mol-1= 6.26g=6.2吨。10明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示(明矾石焙烧后成分不变):完成下列填空:（1）“浸出”反应的离子方程式为_。“浸出”所用稀氨水浓度为39.20g/L，配制500mL该氨水需251.28g/L的浓氨水_mL。（2）“过滤”所需的玻璃仪器有_。（3）写出“溶解”过程中发生反应的化学方程式_、_。（4）检验滤液中是否含有SO42-的实验方法_。（5）为测定钾氨复合肥K2SO4、(NH4)2SO4中SO42-的质量分数，设计实验步骤如下:_。溶于水，加入足量BaCl2溶液，待白色沉淀不再产生为止。过滤、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称量所得沉淀的质量。（6）若所取试样和所得沉淀的质量分别为mg、ng,试用含有m、n的代数式表示该钾氮复合肥中SO42-的质量分数为_。【答案】Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ 78 烧杯、玻璃棒、漏斗 Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 取少量滤液，向其中滴加稀盐酸，无明显现象，再向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成则说明滤液中含有SO42-，反之则无 取样，称量样品的质量 洗涤 干燥 96n/233m 【解析】(1).明矾成分为十二水硫酸铝钾，明矾石焙烧后加氨水浸出，生成Al(OH)3沉淀，反应离子方程式为：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+；设需要浓氨水xmL,则，解得x=78mL；(2). “过滤”所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；(3).“溶解”过程为氢氧化铝沉淀在氢氧化钠溶液中溶解，方程式为：Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，明矾石中含有氧化铝在氢氧化钠溶液中溶解，方程式为：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O；(4).以硫酸钡白色沉淀的生成来检验硫酸根离子，取少量溶液与试管中，先加入盐酸酸化，再加入BaCl2，若产生白色沉淀则说明滤液中含有SO42-，反之则无；(5).试验的第一步为取样，称取一定质量的样品；生成沉淀后对沉淀进行洗涤，且干燥沉淀，冷却后称取质量。(9).硫酸根的物质的量为：n/233，则样品中SO42-的质量分数为98n/m233。11铁、铝是重要的金属材料，铁、铝及其化合物有非常重要的用途。（1）下列说法正确的是_(填序号)。 配制氯化铁溶液，先将FeCl3固体溶于较浓盐酸，再用蒸馏水稀释到所需的浓度 FeCl2只能通过置换反应生成，FeCl3只能通过化合反应生成 利用氯水和KSCN溶液可以检验Fe3+中有无Fe2+ 加热蒸干Fe2(SO4)3溶液获得Fe2(SO4)3固体 含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液，无论正滴和反滴，生成Al(OH) 3的质量相等 由于金属铝性质稳定，所以Al在空气中能稳定存在（2）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。其作用原理为_。（3）以铝土矿(主要成分为Al2O3和Fe2O3、SiO2)为原料制备铝的一种工艺流程如下：滤渣主要成分为_在实验室灼烧操作应选择的实验仪器为_反应II中，加入NaHCO3一段时间才有沉淀生成，写出加入少量NaHCO3时发生反应的离子方程式_。（4）已知25 时KspCu(OH)2=2.21020，KspFe(OH)3=4.01038， KspAl(OH)3=1.11033。在25 下，向浓度均为0.1 molL1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_沉淀(填化学式)。溶液中某离子物质的量浓度低于1.0105 molL1时，可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe3+完全沉淀时，测定c(Al3+)=0.2 molL1。此时所得沉淀中_(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。【答案】 K2FeO4中+6价铁具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时FeO42被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体，能够吸附水中悬浮杂质，起到净水作用 Fe2O3 坩埚 HCO3-+OH-=H2O+CO32- Al(OH)3 不含有 【解析】 (1) 配制氯化铁溶液，先将FeCl3固体溶于较浓盐酸，防止三价铁离子水解，再用蒸馏水稀释到所需的浓度，故正确；FeCl2可以通过置换反应生成，也可以通过化合反应生成，如铁与FeCl3反应生成FeCl2，FeCl3只能通过化合反应生成，故错误；Fe3+能使KSCN溶液变为血红色，所以不能利用氯水和KSCN溶液可以检验Fe3+中有无Fe2+，故错误；Fe2(SO4)3水解得到硫酸不挥发 (硫酸沸点比水高)，就算能生成H2SO4 ，也会和Fe(OH)3反应，所以都得到了原固体，故正确；a mol AlCl3 1.5a mol NaOH的物质的量之比为2：3，AlCl3过量，所以无论正滴和反滴，生成Al(OH) 3的质量相等(2) K2FeO4中+6价铁具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时FeO42被还原成Fe3+，Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体，能够吸附水中悬浮杂质，起到净水作用；(3) 铝土矿(主要成分为Al2O3和Fe2O3、SiO2)中Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液，所以滤渣主要成分为Fe2O3；灼烧操作应选择的实验仪器是坩埚；在溶解铝土矿时加入了过量的氢氧化钠溶液，所以加入NaHCO3先与未反应的氢氧根反应，离子方程式为HCO3-+OH-=H2O+CO32-； (4)