- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
(14分)X,Y,Z,Q,R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X,Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0；Q与X同主族；Z是地壳中含量最高的非金属元素,R的简单离子在同周期离子中半径最小。请回答下列问题：
（1）画出Z的原子结构示意图 ，工业上制取R单质的化学方程式为
（2）已知，由X,Y两种元素组成的相对分子质量最小的化合物W 3．2g在氧气中完全燃烧生成稳定化合物(常温常压下)放出178．06KJ的热量，写出W燃烧的热化学方程式
（3）由以上某些元素组成的化合物A,B,C,D有如下转化关系：
①如果A,B均由三种元素组成，B为两性化合物，且不溶于水，则由A转化为B的离子方程式为
②如果A,B均为由以上某些元素组成的盐，则A溶液显 性，原因是(用离子方程式表示） 。浓度均为0.1mol/L的A,B的溶液等体积混合，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
正确答案
（1）
（2）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l） ∆H=—890．3KJ/mol
（3）O=C=O
①AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-或2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-
②碱 CO32-+H2O
试题分析：根据题意可得X是H；Y是C；Z是O；Q是Na；R是Al。（1）8号元素O的原子结构示意图为
某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常状况（约20℃、1.01×105Pa）下的气体摩尔体积（Vm）．
（一）甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验．
（1）写出装置I中发生反应的离子方程式：______．
（2）实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中．请帮助他们分析其原因：______．
（3）实验结束时，生成氢气的体积近似等于：______．
（4）锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：______（填“有”、“没有”、或“不能判断”），简述理由：______．
（二）乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大；实验结束后，连接广口瓶
和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小．于是他们设计了如图2所示的实验装置．
（1）装置中导管a的作用是：______．
（2）实验中准确测定出4个数据，如下表：
利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm=______．
正确答案
（一）
（1）铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
故答案为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
（2）铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中．
故答案为：铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大．
（3）气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于氢气的体积．
故答案为：收集到水的体积近似等于氢气的体积．
（4）装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，参与氢气的体积与排出空气的体积相等，
所以没有影响．
故答案为：没有、相同温度和压强下，参与氢气的体积与排出空气的体积相等
（二）
（1）铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，导管a使锥形瓶内的气体进入分液漏斗上方，使分液漏斗上方的压强增大，稀硫酸顺利滴下．
故答案为：平衡锥形瓶与分液漏斗内的压强，使稀硫酸顺利滴下．
（2）2Al+6H+=2Al3++3H2↑．
2mol 3mol
Vm=
故答案为：
（7分）将镁和铝的混合物0.1 mol溶于100 mL 2 mol/L的H2SO4溶液中，然后滴加1 mol/L的NaOH溶液。在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量（m）随加入NaOH溶液的体积（
（1）若当V1=160时，则金属粉末中
n(Mg)= mol，V2= mL；
（2）若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积应为 mL。
正确答案
（7分）（1
略
（14分）铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：
（1）滤液甲的主要成分是（写化学式）
（2）写出反应 II 的离子方程式：
（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子 ( H+) 的能力，由强到弱的顺序是 （填字母序号）
A．AlO2― B．OH― C．SiO32―
（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：
（5）取 （4） 电解以后的溶液 10.0 mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100 mol• L－1盐酸溶液，当加入50.0mL 盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。
①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序依次为：
②请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。
正确答案
⑴ NaOH、NaAlO2、Na2SiO3
⑵ CO2+2OH－==CO32－+2H2O CO2＋2H2O +2 AlO2－==2Al(OH)3↓+HCO3－
⑶ b＞a＞c ⑷ Al(OH)3 +OH－＝AlO2－+2H2O
⑸ ① H＋＋OH－==H2O AlO2-＋H＋+H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
②图像如下所表示。
试题分析：（1）铝土矿中加入过量的NaOH溶液，其中的Al2O3、SiO2发生反应得到NaAlO2、Na2SiO3和过量的NaOH溶液，所以滤液甲的主要成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；不溶性的固体是Fe2O3。（2）向含有NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的溶液中通入过量CO2，发生反应CO2+2OH－=CO32－+2H2O ；CO2＋2H2O +2AlO2－==2Al(OH)3↓+HCO3－，得到Al(OH)3沉淀。（3）H2O是中性物质；Al(OH)3是两性物质，H2SiO3是弱酸。所以微粒结合质子 ( H+) 的能力，由强到弱的顺序是b＞a＞c。（4）向含有NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的加入过量盐酸发生反应得到AlCl3、NaCl、H2SiO3；溶液为AlCl3、NaCl的混合溶液。用惰性电极电解，在阴极发生反应：2H++2e-=H2↑,由于破坏了附近的水的电离平衡，溶液中OH-的浓度增大，OH-与溶液中的Al3+发生反应形成Al(OH)3沉淀。在阳极发生反应：2Cl-—2e-=Cl2↑。当溶液呈碱性时，又发生反应：Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。沉淀又逐渐溶解而消失。（5）①加入50.0mL 盐酸溶液发生的离子反应的先后顺序是H＋＋OH－=H2O ；AlO2-＋H＋+H2O =Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O 。 由于二者的物质的量相等，所以它们都是是0.100 mol/L×0.01L=0.001mol。NaOH与HCl反应消耗10mlHCl; NaAlO2与HCl反应形成Al(OH)3沉淀消耗10mlHCl;溶解Al(OH)3沉淀消耗30mlHCl.图像见图示:
（10分）粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L-1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标准状况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请回答下列各题：
（1）写出①中发生铝热反应的化学方程式 。
（2）写出③中所发生的各反应的离子方程式是 。
（3）若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c（Mg2+）为 mol·L-1，c（Fe2+）
为 mol·L-1。
正确答案
略
略
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