- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
某学习小组用如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．
（1）A中试剂为______．
（2）实验前，先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是______．
（3）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后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述操作的顺序是______（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应______．
（4）B中发生反应的化学方程式为______．
（5）若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL（已换算为标准状况），B中剩余固体质量为cg，则铝的相对原子质量为______．
（6）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”）．
正确答案
（1）根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱（如NaOH溶液）反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH溶液，
故答案为：NaOH溶液；
（2）铝镁的表面都容易形成一层氧化膜，在实验前必须除去，故答案为：除去铝镁合金表面的氧化膜；
（3）实验时首先要检查气密性，记下量气管中C的液面位置，再加入NaOH溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，记录量气管中C的液面位置，最后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；量气管读数时为使里面气体压强与外界大气压相等，必须使D和C两管中液面相平，
故答案为：⑤①④③②；使D和C的液面相平；
（4）B管中发生铝与NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（5）铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为（a-c）g，设铝的相对原子质量为M，则
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2M3×22400ml
（a-c）gbml
解之得：M=
（6）铝的质量分数为：
故答案为：偏小．
(12分)A-I分别表示中学化学中的常见物质，它们之间的相互转化关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出)，且已知G是一种两性氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素，F为红褐色沉淀。
请填写下列空白：
（1） A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素是 （写元素符号）。
（2） 写出物质C、G的化学式：C ，G 。
（3） 写出反应①、④的化学方程式：反应①： 。反应④： 。
正确答案
（1）Fe （2） FeCl2 Al2O3
（3） 8Al + 3Fe3O4
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
试题分析：
由G是一种“两性氧化物”可知为Al2O3，由图可知J为NaAlO2，Al2O3电解后得到Al和O2，I与氢氧化钠溶液反应可知，I为Al，H为O2；F为红褐色沉淀，结合高中课本，可知为Fe(OH)3，由⑥反应可知，E为Fe(OH)2，结合C、D与反应⑤，可知C为FeCl3，D为FeCl2，B则为既有二价铁又有三价铁的氧化物，则为Fe3O4，同时就可推断A为Fe。
从铝土矿（主要成分是
请回答下列问题：
（1）流程乙加入烧碱后的离子方程式为_________________________________________.
（2）固体A的应用_________________________________________.（两点）
（3）滤液D与少量CO2反应的离子方程式为__________________________________，
向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式是________
（4）流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济，缺点是__________________________
（5）已知298K时，
正确答案
(1) Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O （4分）
(2)光纤、饰品、制硅、制玻璃等合理即可 （2分）
(3) 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32- HCO3-+Ca2++OH-= CaCO3↓+H2O （4分）
(4) 氧化铝中会混入二氧化硅 （2分）
(5)11 （2分）
试题分析：甲流程中加入酸不溶的固体是二氧化硅，加入过量烧碱后滤液含铝离子，加入过量的二氧化碳，生成了碳酸钠和氢氧化铝沉淀。乙流程中加入过量烧碱后，滤液有偏铝酸根离子和硅酸根离子，固体为
（1）氧化铝与过量的碱反应生成了偏铝酸盐和水，二氧化硅在碱性溶液中反应生成了硅酸盐和水。
（2）固体A为二氧化硅，可以制光纤、饰品、制硅、制玻璃等合理即可。
（3）滤液D中含有偏铝酸根离子与少量CO2反应生成了氢氧化铝和碳酸根离子。滤液K中含有碳酸氢根离子与足量石灰水反应生成了碳酸钙沉淀和水。
（4）流程乙制氧化铝
（5）在298K时，
明矾石的组成和明矾相似，此外还含有Al2O3和少量的Fe2O3等杂质，它是制取钾肥和冶炼铝的重 要原料，其步骤如下：
回答下列问题：
(1) 明矾石加人足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为________________
(2) 沉淀物A中除含有Fe2O3外，还含有 ________、________。
(3) 操作①的名称为________、冷却结晶、过滤。
(4) 用14mol . L-1的浓氨水配制480 mL 2 mol . L‑1稀氨水：
①所用的容量瓶规格是________。
②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒如何洗涤？________________________
③下列操作对所配制的稀氨水浓度的影响(填“偏大”、“偏小”或“无影响”
a．洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水：________。
b．浓氨水量取后，所用的量筒用蒸馏水洗涤2〜3次，并将洗涤液转人容量瓶中: 。
(5) 确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法 是 。
(6) 为测定钾氮复合肥中氮元素的质量分数，称取mg钾氮复合肥，加人足量的NaOH浓溶液加热，使产生的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为V mL。则钾氮复合肥中氮元素的质量分数为________ (用含m、V的代数式表示)。
正确答案
（1）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ （2分）
（2）Al(OH)3；Al2O3 （各1分）
（3）蒸发浓缩 （1分）
（4）①500mL （1分）
②取适量的蒸馏水沿玻璃棒注入烧杯中，倾斜转动烧杯，洗涤烧杯内壁后将洗涤液转入容量瓶中，重复操作2~3次 （2分）
③无影响；偏大 （各2分）
（5）焰色反应 （1分）
（6）
试题分析：工艺流程题解题的关键是搞清楚加入什么物质，发生什么反应，如何分离。要将一个工艺的流程转化为物质的流程。该题中首先是在KAl(SO4)2、Al2O3、Fe2O3中加入氨水，只有Al3+发生反应转化为沉淀，然后是有过滤方法分离，得到滤液K+、SO42-、NH3·H2O等，固体为Al(OH)3、Al2O3、Fe2O3等，然后再固体中加入NaOH，铝转化为NaAlO2溶液，固体为Fe2O3，最终得到所需物质。
（6）氮的质量为
(16分) 某校化学兴趣小组的同学经查阅资料得知：铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水等)隔绝，但奇怪的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜。为此该小组的同学对铝表面的氧化膜进行了探究，其过程如下，请完成下列填空。
(1)用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗，片刻后变软，轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落。这是因为铝表面氧化膜的熔点________(填“高于”或“低于”)内层铝的熔点，并将其裹住，所以不易发生滴落现象。
(2)取纯净的铝箔，包裹住一小块金属钠后放入水中无现象；将该铝箔用针刺些小孔后再包裹住一小块金属钠后放入水中，迅速就有大量的气泡产生。试解释其中的原因，并写出相关的化学方程式：___________ ___________________。
(3)用砂纸打磨一铝片，使其表面变粗糙，再将其放入CuSO4稀溶液中，2～3 min后有少量红色固体附着在其表面。试写出产生红色固体的离子方程式： 。
(4)把两块未用砂纸打磨过的铝片都浸入氢氧化钠溶液中，片刻后其表面产生无色气体。试写出铝的氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___________________________。
(5)另取一铝制易拉罐，收集满一罐CO2，加入过量的浓氢氧化钠溶液，立即把口封闭。可以发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了；过一会后，易拉罐又会作响并鼓起来。试解释为什么，写出有关的离子方程式
正确答案
(1)高于；（2）铝与水不反应，钠与水迅速反应产生氢气；生成的氢氧化钠溶液又溶解金属铝再产生氢气。相关的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑; 2Al+2 NaOH+ 2H2O=2 NaAlO2+3H2↑（3）2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu ； (4)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O； (5) 开始时浓氢氧化钠溶液吸收CO2引起易拉罐内压强减小，导致易拉罐变瘪，离子方程式为：CO2+2OH-= CO32-+ H2O；过一会后暴露出来的Al又与氢氧化钠溶液反应生成了H2，压强又逐渐增大，导致易拉罐又重新鼓了起来，离子方程式为：2Al+2OH-+ 2H2O=2AlO2-+3H2↑
试题分析：（1）铝在酒精灯火焰上加热，铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高于铝，所以内部的铝熔化，但外面的氧化铝并不熔化，好象有一层膜兜着。
（2）铝包在钠表面，铝与水不反应。用针刺些小孔后钠与水生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠溶液又与铝产生氢气。反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑; 2Al+2 NaOH+ 2H2O=2 NaAlO2+3H2↑。
（3）用砂纸打磨铝片，表面的氧化铝被除去，铝与硫酸铜溶液反应置换出铜。
（4）氧化铝与氢氧化钠溶液离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。
（5）开始时浓氢氧化钠溶液吸收CO2引起易拉罐内压强减小，导致易拉罐变瘪，离子方程式为：CO2+2OH-= CO32-+ H2O；过一会后暴露出来的Al又与氢氧化钠溶液反应生成了H2，压强又逐渐增大，导致易拉罐又重新鼓了起来，离子方程式为：2Al+2OH-+ 2H2O=2AlO2-+3H2↑
点评：通常情况下镁、铝的表面有一层致密的氧化物保护膜能保护内部的金属不被氧化，所以镁、铝不需要密封保存。
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