問題詳情:
以鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)為原料,可製得液體聚合*化鋁,生產的部分過程如圖所示(部分產物和*作已略去).
已知某些硫化物的*質如下表:
物質 | *質 |
Fe2S3 Al2S3 | 在水溶液中不存在 |
FeS | 黑*,難溶於水,可溶於鹽* |
CuS | 黑*,難溶於水,難溶於鹽* |
(1)*作I是 .Al2O3與鹽*反應的離子方程式是 .
(2)濾渣2為黑*,該黑*物質的化學式是 .
(3)向濾液2中加入NaClO溶液至不再產生紅褐*沉澱,此時溶液的pH約為3.7.NaClO的作用是 .
(4)將濾液3的pH調至4.2~4.5,利用水解反應得到液體聚合*化鋁.反應的化學方程式是 .
(5)將濾液3電解也可以得到液體聚合*化鋁.裝置如圖所示(*離子交換膜只允許*離子通過,電極為惰*電極).
①寫出*極室的電極反應: .
②簡述在反應室中生成聚合*他鋁的原理: .
【回答】
【考點】U3:製備實驗方案的設計;DI:電解原理.
【分析】鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)加過量鹽*,過濾濾渣1為SiO2,濾液1中含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等,濾液中加硫化*,Cu2+轉化為CuS沉澱;過濾,濾液2中加NaClO把亞鐵離子氧化為鐵離子,鐵離子易水解生成*氧化鐵沉澱,過濾,濾液3中為*化鋁;
(1)*作I是分離固體和液體混合物的*作;Al2O3與鹽*反應生成*化鋁和水;
(2)銅離子與硫離子結合生成CuS沉澱;
(3)亞鐵離子被NaClO氧化為鐵離子,鐵離子易水解生成*氧化鐵沉澱;
(4)AlCl3水解生成Alm(OH)nCl3m﹣n和HCl,根據原子守恆配平方程式;
(5)①*極上水電離的*離子得電子生成*氣;
②*離子交換膜只允許*離子通過,則*極室中的*氧根離子進入反應室生成Alm(OH)nCl3m﹣n.
【解答】解:鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)加過量鹽*,過濾濾渣1為SiO2,濾液1中含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等,濾液中加硫化*,Cu2+轉化為CuS沉澱;過濾,濾液2中加NaClO把亞鐵離子氧化為鐵離子,鐵離子易水解生成*氧化鐵沉澱,過濾,濾液3中為*化鋁;
(1)*作I是分離固體和液體混合物的*作是過濾;Al2O3與鹽*反應生成*化鋁和水,其反應的離子方程式為:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
故*為:過濾;Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
(2)溶液中含有銅離子,加入硫化*,生成CuS黑*沉澱;故*為:CuS;
(3)向濾液2中含有亞鐵離子,加入NaClO溶液,亞鐵離子被NaClO氧化為鐵離子,鐵離子易水解生成*氧化鐵沉澱;故*為:將Fe2+氧化為Fe3+,使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉澱;
(4)AlCl3水解生成Alm(OH)nCl3m﹣n和HCl,根據原子守恆配平方程式為:mAlCl3+nH2O⇌Alm(OH)nCl3m﹣n+nHCl;
故*為:mAlCl3+nH2O⇌Alm(OH)nCl3m﹣n+nHCl;
(5)①*極上水的電離的*離子得電子生成*氣,則*極的電極反應式為:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;
故*為:2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣;
②*離子交換膜只允許*離子通過,電解過程中反應室中的*離子通過*離子交換膜進入陽極室,*極室中的*氧根離子進入反應室生成Alm(OH)nCl3m﹣n;
故*為:電解過程中反應室中的*離子通過*離子交換膜進入陽極室,*極室中的*氧根離子通過*離子交換膜進入反應室,生成聚合*化鋁.
知識點:幾種重要的金屬單元測試
題型:實驗,探究題