HCl氣體體積/(m3.L-1) | 結晶效率/% | HCl利用效率/% |
0.0375 | 11.8 | 93.2 |
0.075 | 31.5 | 89.8 |
0.1225 | 59.0 | 83.2 |
0.15 | 68.0 | 74.9 |
0.1875 | 71.0 | 67.8 |
0.225 | 73.1 | 59.1 |
分析 以煤矸石(含有Al203、Fe203及Si02等)為原料制備結晶氯化鋁,煤矸石加入20%的鹽酸溶解后,Al203、Fe203和鹽酸反應得到氯化鋁、氯化鐵溶液,Si02和鹽酸不反應,過濾得到一次殘渣為Si02,二次酸浸繼續(xù)發(fā)生如上的反應使氧化鋁、氧化鐵盡可能溶解,過濾得到二次酸浸液和二次濾渣,二次濾液調節(jié)溶液PH重新提取,一次性酸浸液蒸發(fā)濃縮制備飽和溶液,在氯化氫氣流中得到氯化鋁晶體,結晶的濾液主要是氯化鋁、氯化鐵、鹽酸,調節(jié)溶液酸度析出沉淀濾液進行二次酸浸進入循環(huán)使用提純的過程,
(1)結晶濾液的主要成分是氯化鋁、氯化鐵、鹽酸,二次殘渣的主要成分是二氧化硅;
(2)該工藝流程中可以循環(huán)使用的物質是參與反應過程,最后又生成的物質,充分利用原料,雜質的富集可能會影響氯化鋁的純度;
(3)配平氧化還原反應的離子方程式.結合反應定量關系計算鐵元素的質量分數,5Fe2++Mn04-+8H+=5Fe3++Mn2++4H20,注意溶液體積的變化;
(4)圖中數據分析可知AICl3結晶效率隨氯化氫體積增大,氯化氫利用率降低,氯化鋁的溶解度會隨鹽酸濃度增大減��;
(5)結晶氯化鋁( AICl3•6H20)加入一定量蒸餾水,在lOO℃水浴中加熱蒸干即可得到聚合氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n•H20]m,依據原子守恒配平書寫化學方程式;
解答 解:以煤矸石(含有Al203、Fe203及Si02等)為原料制備結晶氯化鋁,煤矸石加入20%的鹽酸溶解后,Al203、Fe203和鹽酸反應得到氯化鋁、氯化鐵溶液,Si02和鹽酸不反應,過濾得到一次殘渣為Si02,二次酸浸繼續(xù)發(fā)生如上的反應使氧化鋁、氧化鐵盡可能溶解,過濾得到二次酸浸液和二次濾渣,二次濾液調節(jié)溶液PH重新提取,一次性酸浸液蒸發(fā)濃縮制備飽和溶液,在氯化氫氣流中得到氯化鋁晶體,結晶的濾液主要是氯化鋁、氯化鐵、鹽酸,調節(jié)溶液酸度析出沉淀濾液進行二次酸浸進入循環(huán)使用提純的過程,
(1)結晶濾液的主要成分是氯化鋁、氯化鐵、鹽酸,化學式為:AlCl3、FeCl3和HCl,二次殘渣的主要成分是二氧化硅,化學式為:SiO2,
故答案為:AlCl3、FeCl3和HCl,SiO2;
(2)該工藝流程中可以循環(huán)使用的物質是參與反應過程,最后又生成的物質,分析過程可知HCl符合可以循環(huán)使用,循環(huán)利用該物質的優(yōu)點是充分利用原料降低成本,缺點是雜質的富集可能會影響后續(xù)AlCl3•6H2O產品的純度,
故答案為:鹽酸,充分利用原料降低成本,雜質的富集可能會影響后續(xù)AlCl3•6H2O產品的純度;
(3)某同學稱取5.000g二次殘渣,先將其預處理使鐵元素還原為Fe2+,并在容量瓶中配制成100mL溶液,然后移取25.00mL用1.000×l0-2mol•L-lKMn04標準溶液滴定,消耗標準溶液20.00mL.
5Fe2++Mn04-+8H+=5Fe3++Mn2++4H20
5 1
n 0.020L×1.000×l0-2mol•L-l
n=0.001mol
100mL溶液中含鐵元素物質的量=0.001mol×10025=0.004mol
二次殘渣中鐵元素的質量分數=0.004mol×56g/mol5.000g×100%=4.480%,
故答案為:4.480%;
(4)圖中數據分析可知AICl3結晶效率隨氯化氫體積增大,氯化氫利用率降低,氯化鋁的溶解度會隨鹽酸濃度增大減小,結晶效率變化的原因是氯化鋁的溶解度會隨著溶液中鹽酸濃度的增加而下降,隨HC1體積的增大,HC1利用率降低的原因可能是通入的HCl 氣體使溶液中的鹽酸濃度升高,繼續(xù)通入HCl 氣體,降低了氣體在溶液中的吸收效率,
故答案為:氯化鋁的溶解度會隨著溶液中鹽酸濃度的增加而下降,通入的HCl 氣體使溶液中的鹽酸濃度升高,繼續(xù)通入HCl 氣體,降低了氣體在溶液中的吸收效率;
(5)結晶氯化鋁( AICl3•6H20)加入一定量蒸餾水,在lOO℃水浴中加熱蒸干即可得到聚合氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n•H20]m,依據原子守恒配平書寫化學方程式為:2AlCl3•6H2O △_ Al2(OH)nCl6-n+nHCl+(12-n)H2O
故答案為:2AlCl3•6H2O △_ Al2(OH)nCl6-n+nHCl+(12-n)H2O;
點評 本題考查了物質分離提純的實驗過程分析判斷,數據分析和不和規(guī)律的理解應用,物質性質和題干信息的應用是解題關鍵,題目難度較大.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
實驗 | pH | 現 象 |
a | 10 | 產生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清 |
b | 6 | 產生白色沉淀,一段時間后,沉淀未溶解 |
c | 2 | 產生大量白色沉淀,一段時間后,產生海綿狀棕黑色物質X |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 可用濃硫酸干燥H2、NH3、Cl2等氣體 | |
B. | 向某溶液中加入BaCl2溶液出現白色沉淀,則該溶液中肯定有SO42- | |
C. | 配制硫酸溶液時,可先在量筒中加入一定體積的水,再在攪拌下慢慢加入濃硫酸 | |
D. | 氨水、銨鹽受熱都易發(fā)生化學變化 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | 化學反應及 離子方程式 | 評 價 |
A | 醋酸鈉溶于水:CH3COO-+H2O═CH3COOH+OH- | 正確 |
B | 實驗室用濃鹽酸與MnO2反應制Cl2: MnO2+4H++2Cl- △_Cl2↑+Mn2++2H2O | 錯誤,反應物中HCl電離出的H+、Cl-比例為1:1 |
C | 硝酸鐵溶液中加過量氨水:Fe3++3NH3•H2O═Fe(OH)3(膠體)+3NH4+ | 錯誤,Fe(OH)3應該是沉淀 |
D | 鋁溶于碳酸中:2Al+3H2CO3═2Al3++3H2+3 CO32- | 正確 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
選項 | 陳述Ⅰ | 陳述Ⅱ |
A | Cl2能與堿反應 | Cl2可用于制漂白粉 |
B | Si有導電性 | SiO2可用于制光導纖維 |
C | N2性質穩(wěn)定 | N2可作為食品保護氣 |
D | 鋅的金屬性比鐵強 | 輪船外殼上焊接若干鋅塊以減緩其腐蝕 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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