(12分) 铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)固体a的化学式为________,Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_________________。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为 。
从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称) 、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm-1) L(计算结果请保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为 。
下图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料,乙池溶液分层,下层为四氯化碳,上层溶液为盐溶液,呈中性,请根据图示回答下列问题:
(1)通入甲醇的惰性电极的电极反应式为。若甲池可以充电,充电时A接电源的负极,此时B极发生的电极反应式为。
(2)在乙池反应过程中,可以观察到电极周围的溶液呈现棕褐色,反应完毕后,用玻璃棒搅拌溶液,则下层溶液呈现紫红色,上层接近无色, C极发生的电极反应式为。
某学生用0.1000 mol·L-1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
A.取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶中,并加入2-3滴酚酞试液
B.用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2-3次
C.把盛有标准氢氧化钠溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D.取标准氢氧化钠溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2-3mL处
E.调节液面至“0”或“0”刻度以下,记下读数,为3.10mL
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F.把锥形瓶放在滴定管下面,用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管的读数。
回答下列问题:下面是常见的电化学装置图:
图1图2图3
请回答以下问题:(1)图1中铜板上铁铆钉处容易生锈,称为腐蚀,被腐蚀的金属是,原电池的总反应方程式是。(2)图2中a、b是多孔石墨电极,断开K2,闭合K1一段时间,观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围,b极上的电极反应式为,OH-向(填a或b)极移动。然后断开K1,闭合K2,观察到电流计A的指针有偏转。b极上的电极反应式为,OH-向(填a或b)极移动。
(3)图3中,X、Y都为石墨电极,在U型管两侧分别加入一滴紫色石蕊试液,则通电后X附近显______色,Y附近显_______色。
(16分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语
回答下列问题:
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为_______________________,②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是______________________。
(2)由表中两种元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)_________________。
a.MnO2 b.FeCl 3 c.Na2SO3 d.KMnO4
若已知1 克该液态化合物分解成③的单质和一种常见液体时,可放出2.9kJ能量,写出该反应的热化学方程式:
(3)工业上常采用电解A和冰晶石(Na3AlF6)混合物的方法冶炼制备⑥的单质,请从A晶体的类型和微粒间的相互作用力角度解释加冰晶石(Na3AlF6)的原因。并写出电解时的电极反应式:。
(4)甲、乙、丙是上述部分元素组成的双原子分子或负二价双原子阴离子,且甲、乙、丙的电子总数相等。甲是一种极强的氧化性单质。丙与⑤的阳离子可形成一种淡黄色固体B,该固体跟水反应可得到③的单质。则B电子式,乙的结构式,甲的组成元素的原子结构示意图,能证明甲的组成元素非金属性很强的事实。(任举一例即可)
(8分) 接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=-190 kJ·mo1-1
(1)在一固定容器中充入2mol SO2和1molO2,在一定的条件下达到平衡,反应放出的热量__________(填大于、小于或等于) 190 kJ
(2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.18mol,则v(O2)=______mol·L-1·min-1
(3)下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(选填序号)
①升高温度②保持体积不变,只增加氧气的质量③保持体积不变,充入Ne使体系压强增大④保持压强不变,充入Ne使容器的体积增大
(4)下列描述中能说明上述(1)反应已达平衡的是(选填序号)
①v(O2)正=2v(SO3)逆 ②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③单位时间内生成2n molSO2的同时生成2n mol SO3
④容器中气体的平均分子量不随时间而变化
⑤容器中气体的密度不随时间而变化⑥容器中气体压强不随时间而变化