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【题目】铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。

Ⅰ.铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如图:

(1)写出反应1中涉及的任意一个化学方程式____;

(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是____,已知气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,写出A过量时,反应2的离子方程式____;

Ⅱ.以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图:

(3)萤石(CaF2)的电子式____;

(4)若E为硫酸钙,D为最稳定的气态氢化物,则化合物C是____,写出由D制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式____。

【答案】2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O CaSiO3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O

【解析】

I.铝土矿用NaOH溶液处理,Al2O3和SiO2溶解为NaAlO2和Na2SiO3,加CaO后Na2SiO3生成CaSiO3沉淀,过滤后的滤液通入酸性气体,使NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,过滤出的Al(OH)3沉淀经煅烧得到Al2O3;Ⅱ.萤石(CaF2)和难挥发酸共热得到HF气体,HF气体和Na2CO3、Al(OH)3反应便得到冰晶石Na3AlF6。可在此基础上解各小题。

Ⅰ.(1)反应1为Al2O3和SiO2和NaOH溶液反应,生成NaAlO2和Na2SiO3,反应的化学方程式为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O。

答案为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O或2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O;

(2)滤液Ⅰ中含的Na2SiO3与加入的CaO反应生成CaSiO3沉淀;气体A在标准状况下的密度为1.96g/L,则A的摩尔质量为:M=ρVm=1.96g/L×22.4Lmol-1=44gmol-1,气体A能与NaAlO2生成Al(OH)3沉淀,故A为CO2。反应2的离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。

答案为:CaSiO3;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;

(3)CaF2是离子化合物,由F-和Ca2+构成,故CaF2的电子式为:。

答案为:;

(4)最稳定的气态氢化物是HF,则D为HF;若E为硫酸钙,化合物C是难挥发酸,则C是H2SO4;根据已知物质和质量守恒,可写出由D(HF)制备冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式为:12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

答案为:H2SO4;12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。

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已知:

物质

BaSO4

BaCO3

AgI

AgCl

溶解度/g(20℃)

(1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化

实验操作:

试剂A

试剂B

加入盐酸后的现象

实验Ⅰ

Na2CO3

Na2SO4

无明显现象

实验Ⅱ

Na2SO4

Na2CO3

有少量气泡产生,沉淀部分溶解

①实验Ⅰ中加入A溶液后生成沉淀的离子方程式为_____________。

②实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化,结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因________。

(2)探究AgCl和AgI之间的转化

实验Ⅲ:

实验Ⅳ:在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI转化为AgCl,于是又设计了如下实验(电压表读数:a>c>b>0)。

p>装置

步骤

电压表读数

i. 如图连接装置并加入试剂,闭合K

a

ii. 向B中滴入AgNO3(aq),至沉淀完全

b

iii. 再向B中投入一定量NaCl(s)

c

iv. 重复i,再向B中加入与iii等量NaCl(s)

a

注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。

①实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI,甲溶液是_____________(填序号)。

a. AgNO3溶液 b. NaCl溶液 c. KI溶液

②实验Ⅳ中结合信息,解释电压b<a的原因:_____________。

③实验Ⅳ的现象能说明AgI转化为AgCl,理由是_____________。

(3)综合实验Ⅰ~Ⅳ,下列说法正确的是_____________(填序号)。

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(三)发生反应:将铜丝向下移动,在硝酸与铜丝接触时可以看到螺旋状铜丝与稀硝酸反应产生气泡,此时打开止水夹①,U型管左端有无色气体产生,硝酸左边液面下降与铜丝脱离接触,反应停止;进行适当的操作,使装置C中产生的气体进入装置B的广口瓶中,气体变为红棕色;

(四)尾气处理:气体进入烧杯中与氢氧化钠溶液反应;

(五)实验再重复进行。

回答下列问题:

(1)实验中要保证装置气密性良好,检验其气密性操作应该在____。

a.步骤(一)(二)之间 b.步骤(二)(三)之间

(2)装置A的烧杯中玻璃仪器的名称是____。

(3)加入稀硝酸,排除U型管左端管内空气的操作是________。

(4)步骤(三)中“进行适当的操作”是打开止水夹____(填写序号),并用洗耳球在U型管右端导管口挤压空气进入。

(5)在尾气处理阶段,使B中广口瓶内气体进入烧杯中的操作是____。尾气中主要含有NO2和空气,与NaOH溶液反应只生成一种盐,则离子方程式为 ___。

(6)某同学发现,本实验结束后硝酸还有很多剩余,请你改进实验,使能达到预期实验目的,反应结束后硝酸的剩余量尽可能较少,你的改进是_____。

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(2)CH3COCH3分子中含有____个π键,含有____个σ键。

(3)固态氯化铬酰属于____晶体,丙酮中碳原子的杂化方式为____,二硫化碳属于____ (填“极性”或“非极性”)分子,分子中含有____(填“极性”或“非极性”)键。

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