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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:

(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。


(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+2H2OCH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3↓ 7.8  

(5)

[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+2H2OAl(OH)3+NaOH,加入乙酸乙酯后,发生水解:CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+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+CH3COOCH2CH3Al(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。


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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(  )

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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