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NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品,工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3和少量SiO2、Fe2O3杂质)生产铵明矾晶体NH4Al(SO4)2•12H2O,其工艺流程图如下:(1)废
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NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品,工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3和少量SiO2、Fe2O3杂质)生产铵明矾晶体NH4Al(SO4)2•12H2O,其工艺流程图如下:
(1)废渣a、b 的成分分别是___、___.(写化学式)
(2)流程图中X的化学式为___.
(3)反应Ⅲ的离子方程式为___,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为___(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤.
(4)反应Ⅶ的化学方程式为___.
(5)向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,不可能发生的离子反应是___.(填选项字母)
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.
(1)废渣a、b 的成分分别是___、___.(写化学式)
(2)流程图中X的化学式为___.
(3)反应Ⅲ的离子方程式为___,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为___(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤.
(4)反应Ⅶ的化学方程式为___.
(5)向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,不可能发生的离子反应是___.(填选项字母)
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.
▼优质解答
答案和解析
铝土矿(主要成分为Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3杂质)铝土矿的主要成分是氧化铝,根据题中流程图可知,在反应Ⅲ中通入二氧化碳,而流程最后要得到硫酸盐,所以为了除去杂质,先在铝土矿中加入过量的稀硫酸,得废渣a为SiO2,滤液中含有Al3+、Fe3+,所以X为稀硫酸,再加过量的氢氧化钠溶液,生成偏铝酸钠溶液和氢氧化铁沉淀,所以废渣b为氢氧化铁,Y为氢氧化钠,反应Ⅲ为偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和废液,反应Ⅳ为氢氧化铝中加上硫酸可以制得Al2(SO4)3,反应Ⅵ中氨气与硫酸反应生成(NH4)2SO4,反应Ⅴ中(NH4)2SO4转化为铵明矾,电解硫酸和硫酸铵的混合溶液,在阴极上得氢气,阳极上得(NH4)2S2O8,反应ⅤⅡ为(NH4)2S2O8与水反应生成双氧水和NH4HSO4,
(1)根据上面的分析可知,废渣a为SiO2,名称为二氧化硅,废渣b为氢氧化铁,
故答案为:二氧化硅;氢氧化铁;
(2)根据上面的分析可知,流程图中X为稀硫酸,X的化学式为H2SO4,
故答案为:H2SO4;
(3)反应Ⅲ为偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应Ⅲ的离子方程式为 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,铵明矾晶体中有结晶水,温度过高会使结晶水失去,所以从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;蒸发浓缩;
(4)根据元素守恒和题中信息可知,反应Ⅶ的化学方程式为:(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2,
故答案为:(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2;
(5)A.向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,当溶液中有氨水产生时,应先有氢氧化铝沉淀或偏铝酸根离子,故A不可能;
B.当n(NH4Al(SO4)2):n(Ba(OH)2)=2:3时,生成产物为NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故B可能;
C. 当溶液中有AlO2-时,应有NH3•H2O生成,故C不可能;
D.当n(NH4Al(SO4)2):n(Ba(OH)2)=2时,生成产物为NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故D可能;
故选AC.
(1)根据上面的分析可知,废渣a为SiO2,名称为二氧化硅,废渣b为氢氧化铁,
故答案为:二氧化硅;氢氧化铁;
(2)根据上面的分析可知,流程图中X为稀硫酸,X的化学式为H2SO4,
故答案为:H2SO4;
(3)反应Ⅲ为偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应Ⅲ的离子方程式为 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓,铵明矾晶体中有结晶水,温度过高会使结晶水失去,所以从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;蒸发浓缩;
(4)根据元素守恒和题中信息可知,反应Ⅶ的化学方程式为:(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2,
故答案为:(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2;
(5)A.向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,当溶液中有氨水产生时,应先有氢氧化铝沉淀或偏铝酸根离子,故A不可能;
B.当n(NH4Al(SO4)2):n(Ba(OH)2)=2:3时,生成产物为NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故B可能;
C. 当溶液中有AlO2-时,应有NH3•H2O生成,故C不可能;
D.当n(NH4Al(SO4)2):n(Ba(OH)2)=2时,生成产物为NH3•H2O、BaSO4和Al(OH)3,故D可能;
故选AC.
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