- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
[2012·山东卷] (11分)实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如下:
(1)为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)如下图所示,过滤操作中的一处错误是____________________________。
(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是________。高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是________。
(4)无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是________。F中试剂的作用是_____________________________。
用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为________。
正确答案
(11分)(1)B
(2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁
(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液) 坩埚
(4)除去HCl 吸收水蒸气 碱石灰(或NaOH与CaO混合物)
(1)Mg2+、Al3+同时生成沉淀,则先加入氨水。
(2)过滤时漏斗末端没有紧靠烧杯内壁。
(3)检验沉淀是否洗净可向洗涤液中加入AgNO3溶液,观察是否有沉淀产生。高温焙烧在坩埚中进行。
(4)装置B中饱和NaCl溶液除去氯气中的HCl,F盛装浓硫酸,防止水蒸气进入E。用干燥管盛装碱石灰可起到F和G的作用。
(8分)某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.
(提示:镁、铝均与酸反应,铝还能和碱反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑)
实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。
(1)A中试剂为 .
(填“NaOH溶液”或“稀盐酸”)
(2)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录
C的液面位置;②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③待B中不再有气体产生并恢复至室温;④由A向B中滴加足量试剂;⑤检查气密性;⑥调整橡胶软管使D和C的液面相平。
上述操作的顺序是 ;(填序号)
(3)B中发生反应的离子方程式为 .
(4)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将 .
(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为 .(用含a、b、c的代数式表示)
正确答案
(8分)
(1)NaOH溶液.(1分)
(2)①④③⑥①②(2分);
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- +3H2↑(2分)
(4)偏小. (1分)
(5)33600(a-c)/b (2分)
略
(8分)无铁硫酸铝是制造高档纸张和高级织物的重要原材料,制取无铁硫酸铝的工艺流程如下图所示。铝土矿酸溶后得到含铁(Fe2+和Fe3+)的硫酸铝溶液,再经过后续加工,最终得到成品无铁硫酸铝(溶液中各种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见表)。
(1) 试剂X可以用下列试剂中的__________(填编号)
a.铝土矿粉 b.氢氧化钠 c.氧化钙
(2)生产中控制pH为3而不大于3的原因是_________________ ;
(3)除铁时,必须先加入高锰酸钾溶液,目的是_____________________;高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰,写出反应的化学方程式____________________ ;
(4)滤渣的含铁成分是__________;
(5)活性二氧化锰能和Fe(OH)3发生吸附共沉作用,用化学平衡理论解释活性二氧化锰的作用____________ 。
正确答案
(1)a (2分)
(2)pH超过3.3将导致Al3+沉淀,降低成品产量(意思合理即可)(1分)
(3)蒸发、结晶(各1分,共2分)
(4)①把Fe2+转化为Fe3+;(1分)
②2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O → 5MnO2↓+ 2H2SO4 + K2SO4(2分)
(5)Fe(OH)3(1分), Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+(2分)
(6)吸附Fe(OH)3,促使Fe3+水解而充分沉淀(或促使水解平衡正向移动)(1分)
略
有三种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③。小明、小青、小红三同学各取一种样品,对合金中镁的质量分数进行下列实验探究。
(1)小明取样品①m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,发生的反应为 [Al(OH)4]― + CO2+ H2O ═ Al(OH)3↓ + HCO3― 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为 。
(2)小青取样品②m2 g和足量的稀硫酸反应,发现固体完全溶解,标准状况下得到气体体积为V L,则m2的取值范围是 。(2分)
(3)小红取不同质量的样品③分别和30mL同浓度的盐酸反应,所取合金质量与产生气体体积(标准状况下测定)如下表所示:
求:(ⅰ)盐酸的物质的量浓度;
(ⅱ)合金中镁的质量分数;
(ⅲ)在c组实验后,还需向容器中加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解?
正确答案
(1)47.06% (2)27V/33.6
试题分析:(1)m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,发生的反应为 [Al(OH)4]― + CO2+ H2O ═ Al(OH)3↓ + HCO3― 将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m1 g,该固体为氧化铝,所以镁的质量与该氧化铝中的氧元素的质量相等,故合金中镁的质量分数=16×3/(27×2+16×3)×100%=47.06%
(2)
则 27V/33.6
(3)(ⅰ)丙中盐酸反应完全,n(H2)="0.672L/22.4" L•mol -1=0.03mol
则c(HCl)=0.03mol×2/0.03L=2.0mol/L
(ⅱ)设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol,ymol, 则有:
求得 x=y=0.01mol
则ω(Mg)=[(0.01mol×24g·mol-1)/0.510g]×100%="47.06%"
(ⅲ) 根据HCl ∽ NaCl和Al ∽ Na[Al(OH)4] 可知
n(NaCl)="n(HCl)=" 2.0mol/L×0.030L=0.06mol
n(Na[Al(OH)4] )="n(Al)=" 0.01mol×918/510=0.018mol
根据Na+ 守恒得:n(NaOH)= 0.06mol+0.018mol=0.078mol
所以V(NaOH)=" 0.078mol/1.0" mol•L-1=0.078L=78mL
点评:本题考查了镁铝及其化合物的相关计算,该计算题有一定的技巧性,本题综合性强,难度较大。
(15分)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应:①2Mg+O22MgO;②3Mg+N2
Mg3N2;
③2Mg+CO22MgO+C ④Mg+H2O
MgO+H2↑ ⑤Mg3N2 +6H2O ===3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下页图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题;
(1) 在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为(可不填满)
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号)______ ;
(3)通气后,应先点燃 处的酒精灯,再点燃 处的酒精灯;如果同时点燃A、
F装置的酒精灯,对实验结果有何影响?________ __;
(4)请设计一个实验,验证产物是Mg3N2,写出操作步骤、现象和结论:_____________。
正确答案
略
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