【題目】草酸鋁是一種不溶于水和醇,溶于強酸的白色粉末,是重要的媒染劑。某化學興趣小組設計實驗從廢棄鋁—空氣海水電池中回收鋁并制備草酸鋁晶體。
【實驗過程】
(一)鋁的回收
①稱取16.0g廢棄電池原料;
②用98.3%的硫酸進行酸浸、稀釋、除雜、過濾;
③將濾液蒸干得到硫酸鋁固體mlg.
(二)草酸鋁的制備
④配制250mL0.20mol/L的硫酸鋁溶液;
⑤量取0.10mol/L的草酸銨溶液20.00mL,并加入一定量的分散劑,緩緩加入配制的硫酸鋁溶液25.00mL,攪拌lh;
⑥沉化、抽濾、洗滌、干燥、稱量固體質量為m2g。
【問題討論】
(1)在用98.3%的硫酸進行酸浸時,浸出率與條件的關系如圖所示:
由圖可知濃硫酸為浸取劑的最佳條件為________。
(2)步驟③蒸干溶液所需的儀器有帶鐵圈的鐵架臺、酒精燈、_______、_______。
(3)鋁的回收率為_______ (回收率=回收鋁的質量/原料的質量)。
(4)步驟⑥中洗滌晶體時先用蒸餾水再用乙醇洗滌,這樣洗滌的原因是_______。
(5)該研究小組在實驗過程中發(fā)現(xiàn),若用0.90mol/L草酸銨進行實驗,會導致沉淀的質量遠超過實際草酸鋁的質量。經(jīng)分析,結晶生成物為(NH4)xAly(C2O4)z·nH2O。 現(xiàn)稱取3.990g該結晶水合物進行熱分解,得到剩余固體的質量隨溫度變化的曲線如下圖所示。己知450℃時剩余固體只有Al2O3。第II階段共產生氣體2.016L (標準狀況),該氣體通入足量的石灰水中產生3.000g沉淀。請計算求出該結晶水合物的化學式為______。
【答案】 100℃ 濃硫酸質量40g[或m(濃硫酸):m(海水電池產物)=5: 2] 蒸發(fā)皿,玻璃棒 先用水冼去晶體表面附著的雜質離子,再用乙醇洗滌可快速干燥 (NH4)3Al(C2O4)3·3H2O
【解析】 (1)在用98.3%的硫酸進行酸浸時,根據(jù)浸出率與條件的關系圖可知,在100℃時,浸出率已經(jīng)很高,再升高溫度,浸出率基本不變,升高溫度,對設備的要求增大,消耗的能量更多,浸取劑的最佳溫度為100℃,根據(jù)右圖可知,濃硫酸質量40g時,浸出率已經(jīng)很高,再增大濃硫酸質量,浸出率基本不變,浸取劑的最佳用量為濃硫酸質量40g,此時m(濃硫酸):m(海水電池產物)=40g:16g=5: 2,故答案為:100℃,濃硫酸質量40g[或m(濃硫酸):m(海水電池產物)=5: 2];
(2)步驟③蒸干溶液所需的儀器有帶鐵圈的鐵架臺、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒,故答案為:蒸發(fā)皿、玻璃棒;
(3) mlg硫酸鋁中含有鋁元素的質量為mlg×,則鋁的回收率=
×100%=
×100%,故答案為:
×100%;
(4)步驟⑥中洗滌晶體時先用蒸餾水再用乙醇洗滌,先用水冼可以洗去晶體表面附著的雜質離子,再用乙醇洗滌可快速干燥,故答案為:先用水冼去晶體表面附著的雜質離子,再用乙醇洗滌可快速干燥;
(5)第I階段是脫去結晶水,結晶水的質量為3.990g-3.450g=0.540g,物質的量為=0.03mol;n(Al2O3)=
=0.005mol,含有鋁元素的物質的量為0.005mol×2=0.01mol;生成碳酸鈣的質量為3.000g,物質的量=
=0.03mol,故生成的氣體中含有0.03molCO2,二氧化碳的質量為0.03mol×44g/mol=1.32g;因為氣體的物質的量為
=0.09mol,則生成的CO和氨氣共有0.06mol,即n(CO)+n(NH3)=0.06mol;根據(jù)氫原子守恒,第二階段生成水的物質的量是氨氣的一半,根據(jù)質量守恒,CO和氨氣的質量之和為3.990g-1.32g-0.510g-0.540g=1.62g,則n(CO)×28g/mol+n(NH3)×17g/mol+ n(NH3)×
×18g/mol =1.62g,解得n(CO)=0.03mol,n(NH3)=0.03mol,根據(jù)碳原子守恒,含有草酸根離子的物質的量為
=0.03mol,因此n(NH4+):n(Al3+): n(C2O42-):n(H2O)=3:1:3:3,該結晶水合物的化學式為(NH4)3Al(C2O4)3·3H2O,故答案為:(NH4)3Al(C2O4)3·3H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】物質A~I之間能發(fā)生如下反應(圖中部分反應的條件和產物沒有全部標出),其中A,B,C,I為金屬單質,B是地殼中含量最多的金屬,甲、乙、丙為氣體.
請根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)寫出下列物質的化學式:C、H .
(2)寫出氣體甲在氣體乙中燃燒的化學方程式:;該反應的現(xiàn)象有: .
(3)寫出反應③的化學方程式:;向反應③所得溶液中通入過量的CO2 , 寫出反應的離子方程式: .
(4)寫出反應⑤的離子方程式:;
(5)檢驗物質D中陽離子的方法名稱是: .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某蛋白質由A條肽鏈、B個氨基酸組成,該蛋白質至少有氧原子的個數(shù)是
A. B – A B. B– 2A C. B + A D. B + 2A
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機物 ①CH2OH(CHOH)4CHO、②CH3CH2CH2OH、③CH2=CH—CH2OH、
④CH2=CH—COOCH3、⑤CH2=CH—COOH中,既能發(fā)生加成反應和酯化反應,又能發(fā)生氧化反應的是( )
A. ③⑤ B. ①③⑤ C. ②④ D. ①③
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 0.1mol/L的NaClO溶液中含有C1O-的數(shù)目小于NA
B. 標準狀況下,將22.4LC12通入水中,發(fā)生反應后,轉移的電子數(shù)為NA
C. 100g46%的乙醇溶液中,含H-O鍵的數(shù)目為NA
D. 4.6gNa在空氣中完全反應生成Na2O、Na2O2,轉移0.2NA個電子
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】分子式為C6H12O2的酯水解后得到醇A和B,若A經(jīng)氧化能生成B,則C6H12O2應是下列的( )
A.HCOO(CH2)4CH3B.CH3COO(CH2)3CH3
C.C2H5COO(CH2)2CH3D.CH3(CH2)2COOCH3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A.在同溫同壓下,甲容器中的氧氣(O2)和乙容器中的氨氣(NH3)所含的原子個數(shù)相同,則甲、乙兩容器中氣體的體積之比為1:2
B.任何條件下,等物質的量的甲烷(CH4)和一氧化碳所含的原子數(shù)一定相等
C.在標準狀況時,20mL NH3與60mL N2所含的原子個數(shù)比為1:3
D.同溫同壓下,1L一氧化碳氣體一定比1L氧氣的質量小
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列物質(或主要成分)對應的化學式中,不正確的是
A.小蘇打 NaHCO3B.鋇餐 BaCO3
C.綠礬 FeSO4·7H2OD.胃舒平 Al(OH)3
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