- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
硝酸发生氧化还原反应的时候，一般硝酸浓度越稀，对应还原产物中氮的化合物越低．现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的HNO3充分反应，反应过程中无任何气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol•L-1NaOH溶液．所加NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的物质的量（mol）关系如图所示：
（1）和铝粉和铁粉的混合物反应时，HNO3对应还原产物为______（填化学式）；
（2）完成下列过程中的离子反应方程式：
O→C______；D→E______；E→F______；
（3）B值是多少mol？写出计算过程．
正确答案
（1）HNO3的还原产物有N2O，NO，NO2，NH4+等，其中，铵根可以保留在溶液中，且可以与氢氧化钠反应，D与E一段氢氧化钠被消耗，但没有和氢氧化铝反应，从题干中可以知道，硝酸反应没有气体产生，由此可以肯定还原产物为硝酸铵．
故答案为：NH4NO3；
（2）O→C 之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，O→C 之间发生的反应酸碱中和反应，离子方程式为H++OH-═H2O，
D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH4NO3和NaOH反应，反应的离子方程式为，NH4++OH-═NH3•H2O，
E与F之间沉淀的量减少，肯定是因为Al（OH）3溶解在氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
故答案为：H++OH-═H2O；NH4++OH-═NH3•H2O；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（3）E与F之间沉淀的量减少，为Al（OH）3溶解在氢氧化钠溶液中，
其反应方程式为Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，
氢氧化铝与氢氧化钠物质的量之比为1：1，
EF段的n（NaOH）=4mol/L×2×10-3L=0.008mol，
Al（OH）3+NaOH→NaAlO2+2H2O
1 mol 1mol
0.008 mol 0.008mol
Al（OH）3的量是0.008mol，所以Al3+也是0.008mol．
所以B与A差值为0.008mol
然后看D与E一段氢氧化钠被消耗，
但没有和氢氧化铝反应，从题干中可以知道
硝酸反应没有气体产生，由此可以肯定还原产物为硝酸铵．
DE段分析如下，是NH4NO3和NaOH反应
NH4NO3～NaOH
1 mol 1mol
n（NH4NO3）=n（NaOH）=（34-31）×10-3L×4mol/L=0.012mol 所以铁和铝开始和硝酸反应的时候生成三价离子，N元素变成铵根离子
铁离子和铝离子失去3e，N元素从+5变成-3价得8e
设铁有xmol，Al离子也是0.008mol，NH4+有0.012mol，根据电子守恒可得：
3x+0.008×3=0.012×8
x=0.024mol，
所以铁离子有0.024mol，那么氢氧化铁有0.024mol，氢氧化铝0.008mol，
则沉淀量最多的时候是0.032mol，
答：B值是0.032mol．
（1）下列实验方法合理的是______（多选或错选不给分）
A、用加热法除去食盐固体中的氯化铵
B、将碘的饱和水溶液中的碘提取出来，可用酒精进行萃取
C、实验室制取Al（OH）3：往AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量
D、往FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，检验FeCl2是否已氧化变质
（2）SiO2广泛存在自然界中，其用途也非常广泛，可用于制造光导纤维，也用于生产半导体材料硅．写出工业上用石英制备粗硅的化学反应方程式______
（3）铝是一种重要金属：铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：______
（4）将10.7g 氯化铵固体与足量消石灰混合加热使之充分反应．生成气体在标准状况下的体积是______ L．
正确答案
（1）A、氯化铵受热分解为氨气和氯化氢气体，但是氯化钠受热不分解，故可以用加热法除去食盐固体中的氯化铵，故A正确；
B、酒精和碘单质以及水是互溶的，不能作为萃取剂，故B错误；
C、氢氧化铝能溶于强碱氢氧化钠中，不能用可溶的铝盐和强碱反应制氢氧化铝，应该让铝盐和氨水反应来制取，故C错误；
D、亚铁离子易被氧化为三价铁，三价铁离子遇到硫氰酸钾显示红色，可以往FeCl2溶液中滴入KSCN溶液，检验FeCl2是否已氧化变质，故D正确．
故选AD；
（2）工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅来获得粗硅，方程式为SiO2+2C
（3）铝能和强碱氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（4）氯化铵和消石灰反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2═CaCl2+2NH3↑+2H2O，10.7g 氯化铵固体的物质的量为
可能含有下列离子：K+、H+、Mg2+、OH-、CO32-、Cl-、NO3- 的某无色透明溶液，能与Al反应放出H2
（1）若反应时Al转变成Al3+并放出H2，则溶液中无______离子，一定有______ 离子，可能有______ 离子．
（2）若与Al反应后，向所得溶液中滴加盐酸，发现仅有白色沉淀生成，则该无色溶液中，一定有______离子，一定无______离子，可能有______ 离子．
正确答案
（1）若反应时Al转变成Al3+并放出H2，则溶液显酸性，含大量的H+，则溶液中无OH-、CO32-、NO3-，由电荷守恒可知阴离子一定为Cl-，一定有Cl-、H+离子，可能有K+、Mg2+离子，
故答案为：OH-、CO32-、NO3-；Cl-、H+；K+、Mg2+；
（2）若与Al反应后，向所得溶液中滴加盐酸，发现仅有白色沉淀生成，则溶液显碱性，含大量的OH-，因哦也盐酸与碳酸根离子反应生成气体，则一定没有碳酸根离子，由电荷守恒可知阳离子一定有K+，则该无色溶液中，一定有 K+、OH-离子，一定无H+、Mg2+、CO32-离子，可能有Cl-、NO3-离子，
故答案为：K+、OH-；H+、Mg2+、CO32-；Cl-、NO3-．
8.1克铝粉和3mol•L-1NaOH溶液完全反应，求：
（1）消耗NaOH溶液的体积是多少？
（2）生成氢气体积多少升（标准状况）
正确答案
（1）8.1克铝粉的物质的量为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 2
0.3mol 0.3mol
故需要氢氧化钠溶液的体积为
答：需要氢氧化钠溶液的体积为100mL；
（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
0.3mol n（H2）
所以 n（H2）=
故氢气的体积为：0.45mol×22.4L/mol=10.8L，
答：生成氢气的体积为10.8L．
用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成．
（1）Al的原子结构示意图为______；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______．
（2）30Si原子的中子数为______，SiO2的晶体类型为______．
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是______．
（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是______．
（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2）加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体，滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体．则此熔渣中Al2O3的质量分数为______．
正确答案
（1）铝原子的原子结构示意图为
，铝和氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠和氢气，发生的离子反应方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，故答案为：
；2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；
（2）中子数=质量数-质子数=30-14=16，二氧化硅晶体中含有硅原子和氧原子，原子间以共价键形成空间网状结构，属于原子晶体，故答案为：16；原子晶体；
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则Y是第VIIA元素，氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF中含有氢键导致HF的沸点大于HCl，所以该族氢化物中沸点最低的是HCl，
故答案为：HCl；
（4）高温下，大理石分解生成气体CO2，所以该气体是二氧化碳，故答案为：CO2；
（5）36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2）加入足量稀盐酸，二氧化硅不和盐酸反应，所以分离得到11.0g的固体是二氧化硅；
滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体是氢氧化铁，根据2
故答案为：25%．
扫码查看完整答案与解析