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。设计的提纯与综合利用工艺如下:
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(注:SiCl4的沸点为57.6 ℃,金属氯化物的沸点均高于150 ℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是____________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体Ⅰ中的碳氧化物主要为________。由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为____________________________________________。
(3)步骤①为:搅拌、________。所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为______________________________________________,100 kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为______kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注。
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(1)排除装置中的空气
(2)CO SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)过滤 AlO
和Cl-
(4)AlO
+CH3COOCH2CH3+2H2O
CH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3↓ 7.8
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[解析] (1)通入N2的目的是为了排除装置中的空气(特别是氧气),防止在高温时石墨与氧气反应。(2)高温反应后,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分别转化为SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因为石墨是过量的,故高温条件下,C和SiO2、Fe2O3反应生成的是CO。由于SiCl4的沸点为57.6 ℃,低于80 ℃,故气体Ⅱ为SiCl4,在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O。(3)AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸点均高于150 ℃,在80 ℃下变为固体Ⅲ, AlCl3、FeCl3、MgCl2和过量NaOH反应后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl,通过过滤将沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2滤出,得到的溶液Ⅳ主要含NaAlO2和NaCl。(4)NaAlO2发生水解导致溶液显碱性:NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+NaOH,加入乙酸乙酯后,发生水解:CH3COOCH2CH3+NaOH
CH3COONa+CH3CH2OH,促使NaAlO2彻底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液Ⅳ转化为沉淀Ⅴ的反应为NaAlO2+2H2O+CH3COOCH2CH3
Al(OH)3↓+CH3COONa+CH3CH2OH。根据Al原子守恒,可知100 kg初级石墨可得m[Al(OH)3]=
×2×78 g·mol-1=7.8 kg。
(5)水体中铜件的电化学防腐利用了电解保护法,该方法中石墨作阳极,铜件作阴极,即外加电流的阴极保护法;若将石墨与铜件直接相连,形成原电池,则铜作负极被氧化,所以不可采用。
科目:高中化学 来源: 题型:
用硫酸酸化的CrO3遇酒精后,其颜色会从红色变为蓝绿色,用这个现象可以测得汽车司机是否酒后驾车。反应的方程式为:2CrO3+3CH3CH2OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O 此反应的氧化剂是( )
A.H2SO4 B.CrO3
C.Cr2(SO4)3 D.CH3CH2OH
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列关于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质和非电解质的正确组合是( )
| 纯净物 | 混合物 | 强电解质 | 弱电解质 | 非电解质 | |
| A | 盐酸 | 天然气 | 硫酸 | 醋酸 | 干冰 |
| B | 氢氧化钡 | 蔗糖溶液 | 硫酸钡 | 醋酸 | 三氧化硫 |
| C | 胆矾 | 石灰水 | 苛性钾 | 水 | 碳酸钙 |
| D | 硫酸 | 青铜 | 氯化钠 | 氢氧化铁 | 氢气 |
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列反应中,反应后固体物质增重的是( )
A.氢气通过灼热的CuO粉末
B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应
D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:
能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.Cl2通入NaOH溶液:
Cl2+OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:
CO
+2H+===CO2↑+H2O
C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO
+4NH
+2H2O
D.Cu溶于稀HNO3:
3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
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科目:高中化学 来源: 题型:
离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl
和AlCl
组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品接电源的________极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为__________________________________________。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为________。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为________mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有________。
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,______________(填“能”或“ 不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是________(用离子方程式说明)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是( )
| X | Y | Z | |
| ① | NaOH溶液 | Al(OH)3 | 稀硫酸 |
| ② | KOH溶液 | SiO2 | 浓盐酸 |
| ③ | O2 | N2 | H2 |
| ④ | FeCl3溶液 | Cu | 浓硝酸 |
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
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科目:高中化学 来源: 题型:
下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是( )
| 选项 化合物 | A | B | C | D |
| Y | CO2 | Fe2O3 | SiO2 | FeCl3 |
| W | MgO | Al2O3 | CO | CuCl2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:
室温下,在0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积的变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
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A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为Al3++3OH-
Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
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