高 三 化 学 定 时 练
工业流程---Al
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1. (15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:
物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2
沸点/℃ 57.6 180(升华) 300(升华) 1023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是 (只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ •mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ •mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为 ________ 。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 。
2.(16分)七铝十二钙(12CaO•7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和 ,用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶, 若
溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol•L-1,则溶液pH大于 (Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);该工
艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。
(2)滤液I中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液I中仅通入CO2,会生
成 ,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为 。
(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为 。
3.(16分)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。设计的提纯和综合应用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点是57.6ºC,金属氯化物的沸点均高于150ºC)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2,主要目的是 。
(2)高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的