某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%...

某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为：___________、___________。

(2)“酸浸”时，提高浸出速率的具体措施有___________、___________。(写出两个)

(3)“碱溶”的目的是___________。物质X的化学式为___________。

(4)从流程中分离出来的Fe(OH)3沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理，制备新型水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)，该反应的离子方程式为：___________。

(1)Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O；Fe2O3＋6H+＝2Fe3+＋3H2O (2)增大盐酸的浓度、升高反应温度、煤矸石研磨成粉末、搅拌等 (3)将Al(OH)3转化为AlO2-，以便和Fe(OH)3分离； CO2 (4)2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；【解析】试题分析：含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；则过滤的溶液为氯化铁和氯化铝的溶液，加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以再加入氢氧化钠，只要氢氧化铝溶解反应为：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝。 (1)氧化铝和氧化铁都能和盐酸反应生成盐和水，反应方程式分别是：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O； (2)酸的浓度、温度、反应物接触面积、是否充分搅拌、反应时间等都影响反应速率，故答案为：增大盐酸的浓度、升高反应温度、煤矸石研磨成粉末、搅拌等； (3)氯化铝和氯化铁水解都生成盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳，所以物质X是二氧化碳，氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性偏铝酸钠，离子反应方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案为：将Al(OH)3 转化为AlO2-，以便和Fe(OH)3分离；CO2； (4)用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应生成K2FeO4，氯化钾和水，反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。考点：考查了溶解平衡原理、物质间的反应、除杂的相关知识。

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考点分析：

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甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H3

回答下列问题：

（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H1=kJ.mol-1，

已知：△H2=-58kJ.mol-1，则△H3=kJ.mol-1

(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为_____________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为____________(填曲线标记字母)，其判断理由是____________。

(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而_____________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____________。图2中的压强由大到小为___________，其判断理由是____________。

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下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：

① 电源的N端为______________极；

② 电极b上发生的电极反应为_______________；

③ 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积_____________(保留小数点后一位)；

④ 电极c的质量变化是____________g；

⑤ 电解前后各溶液的PH变化(填“增大”、“减小”、“不变”)，简述其原因：

甲溶液______________________；

乙溶液______________________；

丙溶液______________________；

(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

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NH3及其盐都是重要的化工原料。

(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_____________。

(2)按下图装置进行NH3性质实验。

①先打开旋塞1，B瓶中的现象是_______________，原因是____________，稳定后，关闭旋塞1。

②再打开旋塞2，B瓶中的现象是_____________。

(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

限制试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、PH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)

①实验目的：探究对溶液中NH4Cl水解程度的影响。

②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的体积)。

③按实验序号I所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应得平衡转化率为______________ (只列出算式，忽略水自身电离的影响)。

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在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8molA2气体和0.6molB2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)+ B2(g)2AB(g)ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是

A．图中a点的值为0.15

B．该反应的平衡常数K=0.03

C．温度升高，平衡常数K值减小

D．平衡时A2的转化率为62.5%

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以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如下图所示，其中P端通入CO2。通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是

A．X、Y两端都必须用铁作电极

B．不可以用NaOH溶液作为电解液

C．阴极发生的反应是：2H2O＋ 2e－= H2↑+ 2OH－

D．X端为电解池的阳极

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试题属性

题型：填空题
难度：困难