分析 明矾和硫焙烧发生4KAl(SO4)2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O,气体二氧化硫与氧气在五氧化二矾作催化剂的作用下生成三氧化硫,三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收,SO3+H2O=H2SO4,制得硫酸;焙烧所得固体混合物,用水浸,为提高浸出率,可采取粉碎固体混合物、不断搅拌,从水浸后的滤液中蒸发结晶得到K2SO4晶体,电解Al2O3,制得Al,以此解答该题.
(1)依据化学方程式中元素化合价变化分析判断,元素化合价升高的做还原剂发生氧化反应;
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化,可以利用蒸发溶剂方法结晶析出;
(3)配位化合物中直接和中心原子(或离子)相联系的配位原子的数目;
(4)以Al和NiO(OH)为电极,铝做原电池 负极失电子发生氧化反应,NiO(OH)得到电子发生还原反应,结合原子守恒和电子守恒写出反应化学方程式;
(5)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;依据硫元素守恒计算得到.
解答 解:(1)4KAl(SO4)2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应硫单质中硫元素化合价升高为+4价,硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为+4价,还原剂是硫单质,故答案为:S;
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是利用硫酸钾溶解度随温度变化不大,可以利用蒸发溶剂方法结晶析出晶体;故答案为:蒸发结晶;
(3)依据晶体晶胞结构分析,结合配位数含义可知,每个铝原子和四个单原子相连,所以铝原子的配位数为4,故答案为:4;
(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,铝做负极失电子在氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠,反应化学方程式为:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2 ,故答案为:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2;
(5)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=-197kJ/molⅠ
H2O(g)?H2O(l)△H2=-44kJ/molⅡ
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=-545kJ/molⅢ
依据盖斯定律Ⅲ-Ⅰ-2×Ⅱ得到:2SO3(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=-260kJ/mol;
即反应的热化学方程式为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130kJ/mol;
948 t明矾生成SO2物质的量为4500mol,故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000kg=432t;
故答案为:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=-130kJ/mol;432.
点评 本题考查物质的制备,为高考常见题型,题目难度中等,涉及氧化还原反应概念分析判断、晶体结构的理解、原电池的应用、热化学方程式和盖斯定律的计算、元素守恒的计算,试题有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力及实验能力.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 硫酸铜溶液与H2S反应的离子方程式:Cu2++S2-=CuS↓ | |
| B. | 硫酸铁溶液与过量浓氨水反应的离子方程式:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ | |
| C. | H2、H2S、SO2、CO2四种气体都可用浓硫酸干燥 | |
| D. | SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | NaHA 溶液显酸性 | B. | 混合溶液中 c(OH-)、c(H+)相等 | ||
| C. | 图中 X、Y、Z 分别代表 OH-、HA-、H+ | D. | 混合溶液中:c(Na+)═c(H2A)+c(HA-)+c(A2-) |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 有化学键被破坏的变化不一定是化学变化 | |
| B. | 金属元素与非金属元素原子间形成的化学键不一定是离子键 | |
| C. | 乙炔分子中,σ键与π键数目之比为1:1 | |
| D. | 金刚石中碳原子采取sp3杂化,12g金刚石中含2mol 碳碳单键 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
| A. | 等于13.5% | B. | 大于12.5% | C. | 小于12.5% | D. | 无法确定 |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
| A. | 铁和稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ | |
| B. | 少量NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应:OHˉ+HCO3ˉ+Ca2+=CaCO3↓+H2O | |
| C. | 钠和冷水反应:2Na+2H2O=2 Na++2OHˉ+H2↑ | |
| D. | 过量的CO2和氢氧化钙溶液的反应 OHˉ+CO32-=HCO3ˉ |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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