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石墨在材料領域有重要應用。某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質。設計的提純與綜合利用工藝如下:

(注:SiCl4的沸點為57.6 ℃,金屬氯化物的沸點均高于150 ℃)

(1)向反應器中通入Cl2前,需通一段時間N2,主要目的是____________________。

(2)高溫反應后,石墨中氧化物雜質均轉變?yōu)橄鄳穆然�。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________。由氣體Ⅱ中某物得到水玻璃的化學反應方程式為____________________________________________。

(3)步驟①為:攪拌、________。所得溶液Ⅳ中的陰離子有________。

(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應的離子方程式為______________________________________________,100 kg初級石墨最多可能獲得Ⅴ的質量為______kg。

(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐,完成如圖防腐示意圖,并作相應標注。


(1)排除裝置中的空氣  

(2)CO  SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O  

(3)過濾 AlO和Cl   

(4)AlO+CH3COOCH2CH3+2H2OCH3COO+CH3CH2OH+Al(OH)3↓ 7.8  

(5)

[解析] (1)通入N2的目的是為了排除裝置中的空氣(特別是氧氣),防止在高溫時石墨與氧氣反應。(2)高溫反應后,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分別轉化為SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因為石墨是過量的,故高溫條件下,C和SiO2、Fe2O3反應生成的是CO。由于SiCl4的沸點為57.6 ℃,低于80 ℃,故氣體Ⅱ為SiCl4,在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O。(3)AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸點均高于150 ℃,在80 ℃下變?yōu)楣腆wⅢ, AlCl3、FeCl3、MgCl2和過量NaOH反應后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl,通過過濾將沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2濾出,得到的溶液Ⅳ主要含NaAlO2和NaCl。(4)NaAlO2發(fā)生水解導致溶液顯堿性:NaAlO2+2H2OAl(OH)3+NaOH,加入乙酸乙酯后,發(fā)生水解:CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH,促使NaAlO2徹底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液Ⅳ轉化為沉淀Ⅴ的反應為NaAlO2+2H2O+CH3COOCH2CH3Al(OH)3↓+CH3COONa+CH3CH2OH。根據Al原子守恒,可知100 kg初級石墨可得m[Al(OH)3]=×2×78 g·mol-1=7.8 kg。

(5)水體中銅件的電化學防腐利用了電解保護法,該方法中石墨作陽極,銅件作陰極,即外加電流的陰極保護法;若將石墨與銅件直接相連,形成原電池,則銅作負極被氧化,所以不可采用。


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用硫酸酸化的CrO3遇酒精后,其顏色會從紅色變?yōu)樗{綠色,用這個現象可以測得汽車司機是否酒后駕車。反應的方程式為:2CrO3+3CH3CH2OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3+3CH3CHO+6H2O 此反應的氧化劑是(  )

A.H2SO4          B.CrO3

C.Cr2(SO4)3                             D.CH3CH2OH

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下列關于純凈物、混合物、強電解質、弱電解質和非電解質的正確組合是(  )

純凈物

混合物

強電解質

弱電解質

非電解質

A

鹽酸

天然氣

硫酸

醋酸

干冰

B

氫氧化鋇

蔗糖溶液

硫酸鋇

醋酸

三氧化硫

C

膽礬

石灰水

苛性鉀

碳酸鈣

D

硫酸

青銅

氯化鈉

氫氧化鐵

氫氣

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下列反應中,反應后固體物質增重的是(  )

A.氫氣通過灼熱的CuO粉末 

B.二氧化碳通過Na2O2粉末

C.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應 

D.將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液

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能正確表示下列反應的離子方程式的是(  )

A.Cl2通入NaOH溶液:

Cl2+OH===Cl+ClO+H2O

B.NaHCO3溶液中加入稀鹽酸:

CO+2H===CO2↑+H2O

C.AlCl3溶液中加入過量稀氨水:

Al3+4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O

D.Cu溶于稀HNO3

3Cu+8H+2NO===3Cu2+2NO↑+4H2O

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離子液體是一種室溫熔融鹽,為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時,可在鋼制品上電鍍鋁。

(1)鋼制品接電源的________極,已知電鍍過程中不產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應,陰極電極反應式為__________________________________________。若改用AlCl3水溶液作電解液,則陰極產物為________。

(2)為測定鍍層厚度,用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層,當反應轉移6 mol電子時,所得還原產物的物質的量為________mol。

(3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗,需要的試劑還有________。

a.KCl  b.KClO3  c.MnO2  d.Mg

取少量鋁熱反應所得的固體混合物,將其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液無明顯現象,______________(填“能”或“ 不能”)說明固體混合物中無Fe2O3,理由是________(用離子方程式說明)。

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常溫下,下列各組物質中,Y既能與X反應又能與Z反應的是(  )

X

Y

Z

NaOH溶液

Al(OH)3

稀硫酸

KOH溶液

SiO2

濃鹽酸

O2

N2

H2

FeCl3溶液

Cu

濃硝酸

A.①③   B.①④   C.②④   D.②③

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下表各選項中,不能利用置換反應通過Y得到W的一組化合物是(  )

  選項

化合物  

A

B

C

D

Y

CO2

Fe2O3

SiO2

FeCl3

W

MgO

Al2O3

CO

CuCl2

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室溫下,在0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積的變化曲線如圖所示,下列有關說法正確的是(  )

A.a點時,溶液呈酸性的原因是Al3水解,離子方程式為Al3+3OHAl(OH)3

B.a~b段,溶液pH增大,Al3濃度不變

C.b~c段,加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀

D.d點時,Al(OH)3沉淀開始溶解

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