分析 由流程可知,廢棄的鋁鐵合金加入氫氧化鉀溶液浸泡反應(yīng)鋁反應(yīng)得到偏鋁酸鉀溶液,過(guò)濾,濾液經(jīng)一系列操作反應(yīng)生成硫酸鋁鉀,濾渣中加入稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,加入稀硝酸氧化為硫酸鐵,加入試劑Y調(diào)節(jié)溶液PH,但不能引入新的雜質(zhì),加入氧化鐵和酸反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)溶液PH,酸性越強(qiáng),對(duì)鐵離子水解程度抑制越大,生成氫氧化鐵少,得到溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌,干燥得到聚合生成聚合硫酸鐵,
(1)明礬是一種常見(jiàn)鋁鉀硫酸鹽,所以為充分利用原料,試劑X應(yīng)為氫氧化鉀;鋁和氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和氫氣,反應(yīng)中有強(qiáng)堿溶液反應(yīng)且放出氣體需要放置腐蝕作用;
(2)①聚合硫酸鐵是一種無(wú)毒無(wú)害、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能與水混溶的新型絮凝劑,具有較大表面積能吸附懸浮雜質(zhì)凈水的作用;
②聚合硫酸鐵微溶于乙醇,濃縮時(shí)向其中加入一定量的乙醇可以利于聚合硫酸鐵析出,乙醇易揮發(fā)分析;
③加入氧化鐵和酸反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)溶液PH,不引入新的雜質(zhì),圖象分析可知PH<3,x值越小,是因?yàn)樗嵝詶l件下鐵離子水解被抑制;
(3)鋁鐵合金的陽(yáng)極氧化,也是一種常用的金屬表面處理技術(shù),它能使鋁的表面生成一層特別致密的氧化膜,電解池的陽(yáng)極材料是活潑電極時(shí),則該電極反應(yīng)是金屬本身失電子的過(guò)程,陰極發(fā)生陽(yáng)離子的得電子過(guò)程;
(4)發(fā)生反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H2↑、2Al+6H+=2Al3++3H2↑,設(shè)Fe、Al的物質(zhì)的量分別為x、y,結(jié)合方程式表示出氫氣的物質(zhì)的量,再根據(jù)二者質(zhì)量、氫氣體積列方程組計(jì)算;
解答 解:由流程可知,廢棄的鋁鐵合金加入氫氧化鉀溶液浸泡反應(yīng)鋁反應(yīng)得到偏鋁酸鉀溶液,過(guò)濾,濾液經(jīng)一系列操作反應(yīng)生成硫酸鋁鉀,濾渣中加入稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵,加入稀硝酸氧化為硫酸鐵,加入試劑Y調(diào)節(jié)溶液PH,但不能引入新的雜質(zhì),加入氧化鐵和酸反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)溶液PH,酸性越強(qiáng),對(duì)鐵離子水解程度抑制越大,生成氫氧化鐵少,得到溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾洗滌,干燥得到聚合生成聚合硫酸鐵,
(1)廢棄的鋁鐵合金中,鋁是兩性元素,可以和強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng),試劑X應(yīng)為氫氧化鉀;鋁和氫氧化鉀溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鉀和氫氣,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,反應(yīng)中有強(qiáng)堿溶液反應(yīng)且放出氣體需要放置腐蝕作用,應(yīng)鐵腐蝕性的警示標(biāo)志,
故答案為:KOH;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;B;
(2)①聚合硫酸鐵是一種無(wú)毒無(wú)害、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、能與水混溶的新型絮凝劑,具有較大表面積能吸附懸浮雜質(zhì),有凈水的作用,聚合硫酸鐵可用于凈水的原理是具有吸附作用,
故答案為:聚合硫酸鐵具有吸附;
②聚合硫酸鐵微溶于乙醇,濃縮時(shí)向其中加入一定量的乙醇,可以降低聚合硫酸鐵的溶解度利于聚合硫酸鐵析出,乙醇易揮發(fā)得到晶體易于干燥;
故答案為:降低聚合硫酸鐵的溶解度,以便析出,所得產(chǎn)物易于干燥;
③加入氧化鐵和酸反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)溶液pH,所加試劑Y為Fe2O3,不引入新的雜質(zhì);圖象分析可知PH<3,x值越小,是因?yàn)樗嵝詶l件下鐵離子水解被抑制,分析pH過(guò)。╬H<3)導(dǎo)致聚合硫酸鐵中x的值減小,
故答案為:Fe2O3;pH過(guò)小,會(huì)抑制Fe3+的水解;
(3)電解池的陽(yáng)極材料是鋁鐵合金時(shí),則該電極反應(yīng)是鋁本身失電子的過(guò)程,即2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+,陰極發(fā)生陽(yáng)離子的得電子過(guò)程,在酸溶液中,為6H++6e-=3H2,故答案為:陽(yáng)極;
(4)設(shè)Fe、Al的物質(zhì)的量分別為x、y,則:
Fe+2H+=Fe2++H2↑
x x
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
y 1.5y
根據(jù)二者質(zhì)量,可得56g/mol×x+27g/mol×y=11.0g
根據(jù)生成氫氣的體積,有:x+1.5y=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$
聯(lián)立方程,解得:x=0.1mol,y=0.2mol,
故混合物中Al與Fe的物質(zhì)的量之比為0.2mol:0.1mol=2:1;
故答案為:2:1;
點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純的實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析、混合物的有關(guān)計(jì)算、物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 使甲基橙變紅色的溶液中:Na+、Fe2+、MnO4-、AlO2- | |
B. | $\frac{{K}_{w}}{c({H}^{+})}$=1×10-13mol•L-1的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、NO3- | |
C. | pH=0的溶液中:Al3+、Ag(NH3)2+、Cl-、SO42- | |
D. | 加入Mg能放出H2的溶液中:Ca2+、NH4+、ClO-、NO3- |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
混合物 | 試劑 | 分離方法 | |
A | 苯(苯酚) | 過(guò)量濃溴水 | 過(guò)濾 |
B | 乙烷(乙烯) | 酸性高錳酸鉀溶液 | 洗氣 |
C | 溴苯(溴) | 氫氧化鈉溶液 | 分液 |
D | 乙酸乙酯(乙酸) | 飽和碳酸鈉溶液 | 過(guò)濾 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | CuSO4溶液 | B. | Fe2O3 | C. | 濃硫酸 | D. | NaOH溶液 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 等質(zhì)量的銅粉按a、b兩種途徑完全轉(zhuǎn)化,途徑a和途徑b消耗的H2SO4相等 途徑a:Cu$→_{△}^{O_{2}}$CuO$\stackrel{稀H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO4; 途徑b:Cu$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CuSO4 | |
B. | Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應(yīng) | |
C. | 78gNa2O2中存在的共價(jià)鍵總數(shù)為NA(NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值) | |
D. | 18gD2O中含有的質(zhì)子數(shù)為10NA(NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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