|铝的氧化物题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一
第三章金属及其化合物
第二节几种重要的金属化合物
铝的氧化物
对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝($\rmAl$)、钼($\rmMo$)、镍($\rmNi$)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:$25{}^\circ\text{C}$时,${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$的${{K}_{\operatorname{a}1}}=4.5\times{{10}^{-7}}$,${{K}_{\operatorname{a}2}}=4.7\times{{10}^{-11}}$;${{K}_{\text{sp}}}(\text{BaMo}{{\text{O}}_{4}})=3.5\times{{10}^{-8}}$;${{K}_{\text{sp}}}(\text{BaC}{{\text{O}}_{3}})=2.6\times{{10}^{-9}}$;该工艺中,$\text{pH}\gt6.0$时,溶液中$\text{Mo}$元素以$\text{MoO}_{4}^{2-}$的形态存在。
“焙烧”中,有$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{Mo}{{\text{O}}_{4}}$生成,其中$\text{Mo}$元素的化合价为。
“焙烧”中,有$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{Mo}{{\text{O}}_{4}}$生成,其中$\text{Na}$和$\text{O}$的化合价为$+1$和$-2$,根据化合价$\text{Mo}$的代数和为0可知,元素的化合价为$+6$。
“沉铝”中,生成的沉淀$\rmX$为。
“沉铝”中,偏铝酸钠转化为氢氧化铝,因此,生成的沉淀$\rmX$为$\text{Al(OH}{{)}_{3}}$。
“沉钼”中,$\rmpH$为$7.0$。
①生成$\text{BaMo}{{\text{O}}_{4}}$的离子方程式为。
②若条件控制不当,$\text{BaC}{{\text{O}}_{3}}$也会沉淀,为避免$\text{BaMo}{{\text{O}}_{4}}$中混入$\text{BaC}{{\text{O}}_{3}}$沉淀,溶液中${c}(\text{HCO}_{3}^{-}):{c}(\text{MoO}_{4}^{2-})=$(列出算式)时,应停止加入$\text{BaC}{{\text{l}}_{2}}$溶液。
①滤液II中含有钼酸钠,加入氯化钡溶液后生成$\text{BaMo}{{\text{O}}_{4}}$沉淀,该反应的离子方程式为$\text{MoO}_{4}^{2-}+\text{B}{{\text{a}}^{2+}}=\text{BaMo}{{\text{O}}_{4}}\downarrow$;
①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有$\text{NaCl}$和$\text{Y}$,$\text{Y}$为;
②往滤液Ⅲ中添加适量$\text{NaCl}$固体后,通入足量(填化学式)气体,再通入足量$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$,可析出$\text{Y}$。
①滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,同时生成碳酸氢钠,过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠,滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,因此,过滤得到的滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有$\text{NaCl}$和$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$,故$\text{Y}$为$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$;
②根据侯氏制碱法的原理可知,往滤液Ⅲ中添加适量$\text{NaCl}$固体后,通入足量$\text{N}{{\text{H}}_{\text{3}}}$,再通入足量$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$,可析出$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$。
高纯$\text{AlAs}$(砷化铝)可用于芯片制造,芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$刻蚀液与下层$\text{GaAs}$(砷化镓)反应,
①该氧化物为;
②已知:$\text{Ga}$和$\text{Al}$同族,$\text{As}$和$\text{N}$同族。在${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$与上层$\text{GaAs}$的反应中,$\text{As}$元素的化合价变为$+5$价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。
①由题中信息可知,致密的保护膜为一种氧化物,是由${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$与$\text{AlAs}$反应生成的,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为$\text{A}{{\text{l}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$。
②由$\text{Ga}$和$\text{Al}$同族、$\text{As}$和$\text{N}$同族可知,$\text{GaAs}$中显$+3$价(其最高价)、$\text{As}$显$-3$价,在${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$与上层$\text{GaAs}$的反应中,$\text{As}$元素的化合价变为$+5$价,其化合价升高了8,$\text{As}$元素被氧化,则该反应的氧化剂为${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$,还原剂为$\text{GaAs}$,${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$中的$\text{O}$元素为$-1$价,其作为氧化剂时,$\text{O}$元素要被还原到$-2$价,每个${{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$参加反应会使化合价降低2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为$4:1$。