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7.NH4Al(SO42是食品加工中最為快捷的食品添加劑,用于焙烤食品,工業上常用鋁土礦(主要成分為Al2O3和少量SiO2、Fe2O3雜質)生產銨明礬晶體NH4Al(SO42•12H2O,其工藝流程圖如下:

(1)廢渣a、b 的成分分別是二氧化硅、氫氧化鐵.(寫化學式)
(2)流程圖中X的化學式為H2SO4
(3)反應Ⅲ的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為蒸發濃縮(填操作名稱)、冷卻結晶、過濾洗滌.
(4)反應Ⅶ的化學方程式為(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
(5)向硫酸鋁銨溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液,不可能發生的離子反應是AC.(填選項字母)
A.NH4++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+NH3•H2O
B.2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al(OH)3
C. Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
D.NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3•H2O.

分析 鋁土礦(主要成分為Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3雜質)鋁土礦的主要成分是氧化鋁,根據題中流程圖可知,在反應Ⅲ中通入二氧化碳,而流程最后要得到硫酸鹽,所以為了除去雜質,先在鋁土礦中加入過量的稀硫酸,得廢渣a為SiO2,濾液中含有Al3+、Fe3+,所以X為稀硫酸,再加過量的氫氧化鈉溶液,生成偏鋁酸鈉溶液和氫氧化鐵沉淀,所以廢渣b為氫氧化鐵,Y為氫氧化鈉,反應Ⅲ為偏鋁酸鈉溶液與過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和廢液,反應Ⅳ為氫氧化鋁中加上硫酸可以制得Al2(SO43,反應Ⅵ中氨氣與硫酸反應生成(NH42SO4,反應Ⅴ中(NH42SO4轉化為銨明礬,電解硫酸和硫酸銨的混合溶液,在陰極上得氫氣,陽極上得(NH42S2O8,反應ⅤⅡ為(NH42S2O8與水反應生成雙氧水和NH4HSO4,據此答題.

解答 解:鋁土礦(主要成分為Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3雜質)鋁土礦的主要成分是氧化鋁,根據題中流程圖可知,在反應Ⅲ中通入二氧化碳,而流程最后要得到硫酸鹽,所以為了除去雜質,先在鋁土礦中加入過量的稀硫酸,得廢渣a為SiO2,濾液中含有Al3+、Fe3+,所以X為稀硫酸,再加過量的氫氧化鈉溶液,生成偏鋁酸鈉溶液和氫氧化鐵沉淀,所以廢渣b為氫氧化鐵,Y為氫氧化鈉,反應Ⅲ為偏鋁酸鈉溶液與過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和廢液,反應Ⅳ為氫氧化鋁中加上硫酸可以制得Al2(SO43,反應Ⅵ中氨氣與硫酸反應生成(NH42SO4,反應Ⅴ中(NH42SO4轉化為銨明礬,電解硫酸和硫酸銨的混合溶液,在陰極上得氫氣,陽極上得(NH42S2O8,反應ⅤⅡ為(NH42S2O8與水反應生成雙氧水和NH4HSO4
(1)根據上面的分析可知,廢渣a為SiO2,名稱為二氧化硅,廢渣b為氫氧化鐵,
故答案為:二氧化硅;氫氧化鐵;
(2)根據上面的分析可知,流程圖中X為稀硫酸,X的化學式為H2SO4
故答案為:H2SO4
(3)反應Ⅲ為偏鋁酸鈉溶液與過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉,反應Ⅲ的離子方程式為 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,銨明礬晶體中有結晶水,溫度過高會使結晶水失去,所以從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的操作依次為 蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌,
故答案為:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;蒸發濃縮;
(4)根據元素守恒和題中信息可知,反應Ⅶ的化學方程式為:(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
故答案為:(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
(5)A.向硫酸鋁銨溶液中逐滴加入氫氧化鋇溶液,當溶液中有氨水產生時,應先有氫氧化鋁沉淀或偏鋁酸根離子,故A不可能;
B.當n(NH4Al(SO42):n(Ba(OH)2)=2:3時,生成產物為NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故B可能;
C. 當溶液中有AlO2-時,應有NH3•H2O生成,故C不可能;
D.當n(NH4Al(SO42):n(Ba(OH)2)=2時,生成產物為NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故D可能;
故選AC.

點評 本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、方程式書寫、電解原理的應用等,難度中等,需要學生具備閱讀獲取信息能力、綜合運用知識、信息分析問題解決問題能力.

練習冊系列答案
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①上述步驟中第①②步不恰當.
②實驗操作步驟的正確順序為(填序號):①②④③⑤.
③本實驗用到的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管.
④洗滌操作中,將洗滌燒杯后的洗液也注入容量瓶,其目的是使溶質完全轉移到容量瓶中.
⑤用膠頭滴管往容量瓶中加水時,不小心液面超過了刻度線,處理的方法是D(填序號).
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B.小心加熱容量瓶,經蒸發后,使凹液面與刻度線相切
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