1、时 间：2016年9月出题人：郑建忠 张霞 张佳佳 冯云高 三 化 学 定 时 练工业流程-Al 班级： 姓名： 学号： 1 (15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180（升华）300（升华）1023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 （只要求写出一种）。步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。已知：
2、Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H1=+1344.1kJ mol-1 2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H2=+1169.2kJ mol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 _ 。结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。2（16分）七铝十二钙（12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：（1）煅粉主要含MgO和 ，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉
3、后，镁化合物几乎不溶， 若溶液I中c(Mg2+)小于510-6molL-1,则溶液pH大于 （Mg(OH)2的Ksp=510-12)；该工 艺中不能用（NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是 。（2）滤液I中的阴离子有 （忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO2，会生成 ，从而导致CaCO3产率降低。（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。（4）电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为 。（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应
4、式为 。3（16分）石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：（注：SiCl4的沸点是57.6C，金属氯化物的沸点均高于150C）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是 。（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为 。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。（3）步骤为：搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有 。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 。100kg初级石墨最多可获得V的质量为 kg。（5
5、）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。4（12分）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。（1）酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式）。（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 （用离子方程式表示）。（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸
6、收的SO2量，其主要原因是 ；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。5（12分）用含有A1203、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O。，工艺流程如下(部分操作和条件略):向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤:向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:加入MnSO4至紫红色消失，过滤; 浓缩、结晶、分离，得到产品。（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 （2）KMnO4 - 氧化Fe2+的离子方程式补充完整：（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH
7、Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1molL-1根据表中数据解释步骤的目的： （4）己知：一定条件下，MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2, 向 的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是 . 中加入MnSO4的目的是 6明矾石经处理后得到明矾。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示： 焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O （1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是 。 （2）从水浸后的滤液中得到
8、K2SO4晶体的方法是 。 （3）A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中 Al的配位数是 。 （4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。 （5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25、101 kPa时： 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一197 kJ/mol； 2H2O (g)2H2O(1) H2一44 kJ/mol； 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3一545 kJ/mol。则SO3 (g)与H2O(l)反应的热
9、化学方程式是 。 焙烧948t明矾(M474 g/mol )，若SO2 的利用率为96%，可生产质量分数为98的硫酸 t。7 (18分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后；得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物；并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：（1）第步Cu与酸反应的离子方程式为；得到滤渣1的主要成分为。（2）第步加H2O2的作用是；使用H2O2的优点是；调溶液pH的目的是使生成沉淀。（3）用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是。（4）由滤渣2制取Al2(SO4)
10、318H2O；探究小组设计了三种方案：甲：滤渣2酸浸液Al2(SO4)318H2O乙：滤渣2酸浸液滤液Al2(SO4)318H2O丙：滤渣2滤液溶液Al2(SO4)318H2O上述三种方案中；方案不可行；原因是；从原子利用率角度考虑；方案更合理。（5）探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr=250)含量。取a g试样配成100 mL溶液；每次取20.00 mL；消除干扰离子后；用c molL-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点；平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2+H2Y2-CuY2-+2H+写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w=；下列操作会导致CuSO4
11、5H2O含量的测定结果偏高的是。a未干燥锥形瓶b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c未除净可与EDTA反应的干扰离子8由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下： (NaCl熔点为801 ；AlCl3在181 升华)（1）精炼前，需消除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质。相关的化学方程式为 和_ _。（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_。（3）在用废碱液处理气体A的过
12、程中，所发生反应的离子方程式为_。（4）在铝电解池中，金属铝为 极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl4和Al2Cl7形式存在，铝电极的主要电极反应式为_。（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_。 工业流程Al答案1（1）Al3+3H2OAl(OH)3+3H+（2）防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。Fe或铁 ；Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9kJ/mol；NaCl、NaClO、NaClO3 ；除去FeCl3，提高AlCl3纯度。2（1）CaO；11；加入（NH
13、4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。（2）NO3、OH；Ca(HCO3)2 （3）2OH+Al2O32AlO2+H2O（4）2Al+6H20 2Al(OH)3+3H2 （5） Al3e7 AlCl44 Al2Cl73（1）排除空气，减少C的损失；（2）SiCl4+6NaOH =Na2SiO3+4NaCl+3H2O；（3）过滤；Cl-、OH-、AlO2；（4）CH3COOCH2CH3+AlO2+ 2H2O Al(OH)3+CH3COO-+ CH3 CH2OH；78 （5）4Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O SiO2CaSO4 3
14、CaCO3+2Al3+3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3 CaSO4 +3CO2溶液中的部分亚硫酸根离子被氧化为SO42- 减少5（1）A12O3+6H+=2A13+3H2O（2）MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O（3）除去铁元素。（4）浓盐酸与MnO2加热生成黄绿色气体Cl2即可判断MnO2是否存在。根据题目中的信息MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，加入硫酸锰的目的是为了除去MnO4。6（1）S（2）蒸发结晶（3）4（4）Al3NiO(OH)NaOHH2O=3Ni(OH)2NaAlO2（5）SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H=-130kJmol1 4327（1）Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O或3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O Au、Pt（2）将Fe2+氧化为Fe3+不引入杂质；对环境无污染 Fe3+、Al3+（3）加热脱水（4）甲所得产品中含有Fe2(SO4)3杂质乙（5）100%c8（1）Fe2O32AlAl2O32Fe3SiO24Al2Al2O33Si（2）HCl 、AlCl3NaCl（3）Cl22OH=ClClOH2OHOH=H2O（4）阳Al3e7AlCl=4Al2Cl（5）致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生
