- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
镁是海水中含量较多的金属元素，镁合金及镁的化合物用途非常广泛．
（1）一种用水氯镁石（主要成分为MgCl2•6H20）制备金属镁工艺的关键流程如图1：
①为探究MgCl2•6H20“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl2•6H20在不同温度下分解，测得残留固体物质的X一射线衍射谱图如图3所示（X一射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在）．
测得E中Mg元素质量分数为60.0%，则E的化学式为______．“一段脱水”的目的是制备MgCl2•2H20，温度不高于180℃的原因是______．
②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCI与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率．生成MgO的化学方程式为______
③该工艺中，可以循环使用的物质有______．
（2）储氢材料Mg （AlH4 ）2在110一2000 C的反应为：Mg（AlH4）2=MgH2+2Al+3H2↑个每生成27gA1转移电子的物质的量为______．
（3）“镁一次氯酸盐”燃料电池的装置如图2所示，该电池的正极反应式为______．
正确答案
解：（1）①分析图谱中温度不同的谱线结合E中镁元素的质量分数可知，MgO中镁元素质量分数=
故答案为：MgO；若温度太高，MgCl2转化为MgOHCl或MgO；
②生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑，
故答案为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑；
③制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成的物质，分析可知是氯气和氯化氢，
故答案为：HCl、Cl2；
（2）储氢材料Mg（AlH4）2在110℃-200℃的反应为：Mg（AlH4）2=MgH2+2Al+3H2↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，每生成27gAl转移电子的物质的量为3mol；
故答案为：3mol；
（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中微粒变化分析可知，ClO-在正极放电，生成Cl-，结合碱性的环境，可写出正极反应式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，
故答案为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-．
解析
解：（1）①分析图谱中温度不同的谱线结合E中镁元素的质量分数可知，MgO中镁元素质量分数=
故答案为：MgO；若温度太高，MgCl2转化为MgOHCl或MgO；
②生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑，
故答案为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑；
③制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成的物质，分析可知是氯气和氯化氢，
故答案为：HCl、Cl2；
（2）储氢材料Mg（AlH4）2在110℃-200℃的反应为：Mg（AlH4）2=MgH2+2Al+3H2↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，每生成27gAl转移电子的物质的量为3mol；
故答案为：3mol；
（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中微粒变化分析可知，ClO-在正极放电，生成Cl-，结合碱性的环境，可写出正极反应式：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-，
故答案为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-．
硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3•5H2O）俗名“大苏打”，又称“海波”．已知它易溶于水，难溶于乙醇，加热易分解．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图：
（1）装置A中发生反应的化学方程式是______．
（2）装置B中通入SO2反应生成Na2S2O3和CO2，其离子方程式为______，生成的硫代硫酸钠粗品可用______洗涤．
（3）装置C的作用是检验装置B中SO2的吸收效率，C中试剂是______，表明SO2吸收效率低的实验现象是C中溶液______．为了使SO2尽可能吸收完全，在不改变B中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是______（写出一条）．
（4）本实验所用的Na2CO3中含少量NaOH，检验含有NaOH的实验方案为：______（实验中供选用的试剂及仪器：CaCl2溶液、Ca（OH）2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管．提示：室温时CaCO3饱和溶液的pH=9.5）
正确答案
解：（1）装置A为二氧化硫的制取，亚硫酸钠和浓硫酸发生复分解反应：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，生成二氧化硫，
故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O；
（2）三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式为：4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2↑+3Na2S2O3，离子反应为：4SO2+2S2-+CO32-=CO2↑+3S2O32-，硫代硫酸钠晶体易溶于水，难溶于乙醇，乙醇易挥发，生成的硫代硫酸钠粗品可用乙醇洗涤，
故答案为：4SO2+2S2-+CO32-=CO2↑+3S2O32-；乙醇；
（3）装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率，说明B中物质能与二氧化硫反应，且有明显的现象，一般可为品红、溴水或KMnO4溶液等，如A中SO2吸收效率低，则B中进入较多的二氧化硫，导致B中溶液颜色很快褪色，加快反应速率，可增大气体与液体的接触面积，增大浓度，加快二氧化硫的流速、升高温度等，
故答案为：品红、溴水或KMnO4溶液； 溶液颜色很快褪色；控制SO2的流速（或增大SO2的接触面积或适当升高温度）；
（4）检验氢氧化钠存在，需加入过量CaCl2溶液，把Na2CO3转化为CaCO3，再测量溶液的pH，实验方案为：取少量样品于试管（烧杯）中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡（搅拌），静置，用PH测定上层清夜的PH，若PH，则含有NaOH，
故答案为：取少量样品于试管（烧杯）中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡（搅拌），静置，用PH测定上层清夜的PH，若PH，则含有NaOH．
解析
解：（1）装置A为二氧化硫的制取，亚硫酸钠和浓硫酸发生复分解反应：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，生成二氧化硫，
故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O；
（2）三颈烧瓶B中制取Na2S2O3反应的总化学反应方程式为：4SO2+2Na2S+Na2CO3=CO2↑+3Na2S2O3，离子反应为：4SO2+2S2-+CO32-=CO2↑+3S2O32-，硫代硫酸钠晶体易溶于水，难溶于乙醇，乙醇易挥发，生成的硫代硫酸钠粗品可用乙醇洗涤，
故答案为：4SO2+2S2-+CO32-=CO2↑+3S2O32-；乙醇；
（3）装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率，说明B中物质能与二氧化硫反应，且有明显的现象，一般可为品红、溴水或KMnO4溶液等，如A中SO2吸收效率低，则B中进入较多的二氧化硫，导致B中溶液颜色很快褪色，加快反应速率，可增大气体与液体的接触面积，增大浓度，加快二氧化硫的流速、升高温度等，
故答案为：品红、溴水或KMnO4溶液； 溶液颜色很快褪色；控制SO2的流速（或增大SO2的接触面积或适当升高温度）；
（4）检验氢氧化钠存在，需加入过量CaCl2溶液，把Na2CO3转化为CaCO3，再测量溶液的pH，实验方案为：取少量样品于试管（烧杯）中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡（搅拌），静置，用PH测定上层清夜的PH，若PH，则含有NaOH，
故答案为：取少量样品于试管（烧杯）中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡（搅拌），静置，用PH测定上层清夜的PH，若PH，则含有NaOH．
高锰酸钾是中学常用的试剂．工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下．
（1）铋酸钠（不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn2+的存在（铋的还原产物为Bi3+，Mn的氧化产物为+7价），写出反应的离子方程式______．
（2）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂．其消毒原理与下列物质相同的是______（填代号）．
a．84消毒液（NaClO溶液） b．双氧水 c．苯酚 d．75%酒精
（3）上述流程中可以循环使用的物质有______、______（写化学式）．
（4）理论上（若不考虑物质循环与制备过程中的损失）1mol MnO2可制得______ mol KMnO4．
（5）该生产中需要纯净的CO2气体．写出实验室制取CO2的化学方程式______，所需气体产生装置是______（选填代号）．
（6）操作Ⅰ的名称是______；操作Ⅱ根据KMnO4和K2CO3两物质在______（填性质）上的差异，采用______（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体．
正确答案
解：二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣（MnO2），滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，滤液中含有K2CO3，在滤液中加氢氧化钙得到碳酸钙沉淀和KOH；
（1）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4-和Bi3+，则反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O；
故答案为：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O；
（2）KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与84消毒液、双氧水一样，故答案为：ab；
（3）根据流程分析可知：在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO2和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用；
故答案为：MnO2；KOH；
（4）由2MnO2+4KOH+O2
故答案为：
（5）实验室用盐酸与石灰石制备二氧化碳，其反应的方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，反应不需要加热，可以用启普发生器制备，所以选用的装置为A或C；
故答案为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；AC；
（6）该操作是分离固体与溶液，是过滤操作，KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用热的情况下采用浓缩结晶的方式可分离，
故答案为：过滤；溶解性；浓缩结晶．
解析
解：二氧化锰与氢氧化钾在空气中熔融，加水溶解得到K2MnO4溶液，通入二氧化碳得到KMnO4、MnO2、K2CO3，过滤除去滤渣（MnO2），滤液为KMnO4、K2CO3溶液，浓缩结晶，趁热过滤得到KMnO4晶体，滤液中含有K2CO3，在滤液中加氢氧化钙得到碳酸钙沉淀和KOH；
（1）铋酸钠（不溶于水）在酸性溶液中与Mn2+反应生成MnO4-和Bi3+，则反应的离子方程式为：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O；
故答案为：2Mn2++5NaBiO3+14H+═2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O；
（2）KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与84消毒液、双氧水一样，故答案为：ab；
（3）根据流程分析可知：在开始的反应物和最终的生成物中都含有MnO2和KOH，所以二氧化锰和氢氧化钾能循环使用；
故答案为：MnO2；KOH；
（4）由2MnO2+4KOH+O2
故答案为：
（5）实验室用盐酸与石灰石制备二氧化碳，其反应的方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，反应不需要加热，可以用启普发生器制备，所以选用的装置为A或C；
故答案为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；AC；
（6）该操作是分离固体与溶液，是过滤操作，KMnO4和K2CO3在溶解性上不同采用热的情况下采用浓缩结晶的方式可分离，
故答案为：过滤；溶解性；浓缩结晶．
Ⅰ．实验室制取CH3Cl的原理是CH3OH+HCl（浓） 
①干燥ZnCl2晶体；
②称取24g研细的无水ZnCl2和量取20mL浓盐酸放入圆底烧瓶，同时量取一定量的甲醇放入分液漏斗中；
③将分液漏斗里的甲醇逐滴滴入烧瓶中并加热，待ZnCl2完全溶解后有CH3Cl气体逸出，可用排水法收集．请回答：
（1）实验室干燥ZnCl2晶体制得无水ZnCl2的方法是______．
（2）反应过程中滴入烧瓶中甲醇的体积比盐酸少（甲醇与浓盐酸的物质的量浓度接近）其理由是______．
（3）实验室为何用排水法收集CH3Cl？______．
Ⅱ．据某资料记载，CH4分子中的一个H原子被Cl原子取代后，其稳定性受到影响，可被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化．现有四只洗气瓶；分别盛有以下试剂：A．1.5%KMnO4（H+）溶液；B．蒸馏水；C．5%Na2SO3溶液；D．98%H2SO4．
（1）为证实这一理论的可靠性，请从上面选择最恰当的洗气瓶，将a装置生成的气体依次通过洗气瓶______（填洗气瓶编号），如果观察到______则证实上述资料的正确性．
（2）写出洗气瓶中发生反应的离子方程式（C元素的氧化产物为CO2）：______
（3）如果CH3Cl是大气的污染物，上述洗气瓶之后还应接一只盛______的洗气瓶．
正确答案
解：Ⅰ．（1）在加热ZnCl2晶体时可选择通HCl气体抑制其水解，故答案为：在干燥的HCl气氛中加热；
（2）为了提高甲醇的利用率，可以适当增加盐酸的量，故答案为：增大盐酸的量以提高甲醇的转化率；
（3）因CH3Cl中混有易溶于水的杂质气体，用排水法可以即除杂又可收集，故答案为：CH3Cl不易溶于水，用排水法可除去HCl、CH3OH等杂质气体；
Ⅱ．（1）如果CH3Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化，可选择先通过盛有水的洗气瓶除去可能混合有的HCl和甲醇，再通过盛有的酸性高锰酸钾洗气瓶，溶液的紫色会褐去，最后通过盛Na2SO3的洗气瓶吸收生成的氯气防污染，故答案为：BAC；A紫色褪去；
（2）酸性高锰酸钾氧化CH3Cl会生成CO2和Cl2，同时自身被还原成Mn2+，发生反应的离子方程式为10CH3Cl+14MnO4-+42H+=14Mn2++10CO2↑+5Cl2↑+36H2O，生成的氯气经过Na2SO3的洗气瓶会氧化Na2SO3为Na2SO4，发生反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+H+，故答案为：10CH3Cl+14MnO4-+42H+=14Mn2++10CO2↑+5Cl2↑+36H2O、SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+H+；
（3）CH3Cl易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂，可选择酒精吸收CH3Cl的尾气，故答案为：乙醇．
解析
解：Ⅰ．（1）在加热ZnCl2晶体时可选择通HCl气体抑制其水解，故答案为：在干燥的HCl气氛中加热；
（2）为了提高甲醇的利用率，可以适当增加盐酸的量，故答案为：增大盐酸的量以提高甲醇的转化率；
（3）因CH3Cl中混有易溶于水的杂质气体，用排水法可以即除杂又可收集，故答案为：CH3Cl不易溶于水，用排水法可除去HCl、CH3OH等杂质气体；
Ⅱ．（1）如果CH3Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾氧化，可选择先通过盛有水的洗气瓶除去可能混合有的HCl和甲醇，再通过盛有的酸性高锰酸钾洗气瓶，溶液的紫色会褐去，最后通过盛Na2SO3的洗气瓶吸收生成的氯气防污染，故答案为：BAC；A紫色褪去；
（2）酸性高锰酸钾氧化CH3Cl会生成CO2和Cl2，同时自身被还原成Mn2+，发生反应的离子方程式为10CH3Cl+14MnO4-+42H+=14Mn2++10CO2↑+5Cl2↑+36H2O，生成的氯气经过Na2SO3的洗气瓶会氧化Na2SO3为Na2SO4，发生反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+H+，故答案为：10CH3Cl+14MnO4-+42H+=14Mn2++10CO2↑+5Cl2↑+36H2O、SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+H+；
（3）CH3Cl易溶于乙醇和丙醇等有机溶剂，可选择酒精吸收CH3Cl的尾气，故答案为：乙醇．
氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，并探究其分解反应平衡常数．反应的化学方程式：2NH3（g）+CO2（g） 
（1）请在图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图．
（2）制备氨基甲酸铵的装置如图2所示．生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中．
①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______（填操作名称）．
②图3中浓硫酸的作用是______．
（3）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡．实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是______．
A．密闭容器内混合气体的压强不变
B．密闭容器内物质总质量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②该分解反应的焓变△H______0（填“＞”、“=”或“＜”），25.0℃时分解平衡常数的值=______．
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡．若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将______（填“增加”，“减少”或“不变”）．
正确答案
过滤
吸收未反应的氨气，防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解
AC
＞
1.6384×10-8
增加
解析
解：（1）用分液漏斗盛放浓氨水，锥形瓶中盛放生石灰，将浓氨水放入锥形瓶与生石灰混合反应生成氨气，制取氨气的装置简图为：
故答案为：
（2）①生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离互不相溶的固体与液态应采取过滤方法，
故答案为：过滤；
②浓硫酸吸收未反应的氨气，防止污染空气，由于氨基甲酸铵水解易水解，浓硫酸还可以防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，
故答案为：吸收未反应的氨气，防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（3）①A．分解反应是气体体积增大的反应，随反应进行压强增大，密闭容器内混合气体的压强不变，说明到达平衡，故A正确；
B．密闭容器内物质总质量水中不变，不能说明反应到达平衡，故B错误；
C．随反应进行气体的质量增大，密闭容器中混合气体的密度不变，说明混合气体总质量不变，说明反应到达平衡，故C正确；
D．密闭容器中反应后氨气与二氧化碳的体积之比始终为2：1，体积分数不变，故D错误，
故选：AC；
②由表中数据可知，温度越高，平衡时压强越大，而正反应为气体体积增大的反应，说明升高温度平衡向正反应向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；
由方程式可知，分解得到氨气与二氧化碳浓度之比为2：1，平衡气体总浓度为4.8×10-3mol/L，故氨气浓度为3.2×10-3mol/L，二氧化碳浓度为1.6×10-3mol/L，平衡常数K=c2（NH3）×c（CO2）=（3.2×10-3）2×1.6×10-3=1.6384×10-8，
故答案为：＞；1.6384×10-8；
③若在恒温下压缩容器体积，压强增大，正反应为气体体积增大的反应，平衡向逆反应移动，不利于分解进行，氨基甲酸铵固体的质量将增加，
故答案为：增加．
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