- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
（1）请写出加入NaOH溶液的体积由V2→V3时，所发生的化学反应方程式：___________________ _ _______，并由此计算合金中铝的质量。
（2）计算合金中镁的质量。
（3）合金在溶于稀硫酸时，释放出的气体体积（标准状况）是多少？
（4）康康同学所用稀硫酸的物质的量浓度是多少？
正确答案
(1) Al(OH)3 + NaOH ="=" Na[Al(OH)4]，0.15 mol
(2) 2.4 g (3) 7.28 L (4) 0.5 mol/L
（1）Al(OH)3 + NaOH ="=" Na[Al(OH)4]（2分），0.15 mol（1分）。
（2）2.4 g（过程1分，结果1分，共2分）
方法1：由Al的物质的量计算：在V1→V2时，Al3+消耗NaOH溶液的体积；进而得出Mg2+消耗NaOH溶液的体积，从而计算Mg的质量。
方法2：Al3+沉淀再溶解时消耗NaOH溶液的体积关系（3∶1），可直接得到Mg2+消耗NaOH溶液的体积为： (V2－V1)－3(V3－V2)，从而计算Mg的质量。
（3）7.28 L（过程1分，结果1分，共2分）
方法1：由的物质的量分别计算放出H2体积，加和即可。
方法2：消耗NaOH溶液的体积为V2时，溶液的溶质为Na2SO4，从而可求出消耗H2SO4的总量；总H2SO4量减去“被NaOH中和的硫酸”（可从V1求得），就是与Mg、Al反应放H2的硫酸，由H元素守恒可得氢气体积。
方法3：V1→V2消耗NaOH的物质的量，就是Mg(OH)2、Al(OH)3中OH-的总量，也即Mg、Al失电子总量，其1/2就是H2的物质的。
（4）0.5 mol/L（过程1分，结果1分，共2分）
方法1：硫酸总的物质的量=被NaOH中和的硫酸+与Mg、Al反应的硫酸，从而求解。
方法2：消耗NaOH溶液的体积为V2时，溶液的溶质全为Na2SO4，从而可求出消耗H2SO4的总量，进而求解。
蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
I．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）。
II．提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol·L－H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。
III．制取氢氧化镁：向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH
请回答下列问题：
（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是 （填字母序号）。
A. MgO B. Na2CO3 C. 蒸馏水
（2）Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为 。
（3）工业上常以Mg2+的转化率为考察指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为 。
②根据图中所示50 ℃前温度与Mg2+转化率之间 的关系，可判断此反应是
（填“吸热”或“放热”）反应。
③图中，温度升高至50 ℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是 。
④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：
Mg(OH)2(s) 
Ca(OH)2(s)
若用石灰乳替代氨水， （填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是 。
正确答案
（14分）（1）A （2分）
（2）2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O （2分）
（3）① Mg2+ + 2NH3·H2O = Mg(OH)2↓ + 2NH4+ （2分）
② 吸热 （2分）
③ 温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降 （2分）
④ 能， Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可发生沉淀的转化 （各2分）
试题分析：（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7～8的目的是和酸反应提高溶液pH，使Fe3＋、Al3＋等杂质离子沉淀分离除去，
A、加入氧化镁和酸反应能提高溶液PH，生成镁离子，不加入杂质离子，可选；
B、加入碳酸钠能调节溶液PH但假如了钠离子，引入杂质，故不选；
C、蒸馏水对提高溶液pH不好，故不选；
故答案为：A；
（2）Fe2＋与H2O2溶液反应亚铁离子被过氧化氢氧化为三价铁离子便于完全沉淀，过氧化氢被还原为水，反应的离子方程式为：2Fe2＋+H2O2+2H＋═2Fe3＋+2H2O，
故答案为：2Fe2＋+H2O2+2H＋═2Fe3＋+2H2O；
（3）①氨水沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，反应的离子方程式为：Mg2＋+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4＋，
故答案为：Mg2＋+2NH3·H2O═Mg(OH)2 ↓+2NH4＋；
②根据图中所示50℃前温度与Mg2＋转化率之间 的关系是随温度升高镁离子转化率增大，反应是吸热反应；故答案为：吸热；
③图中，温度升高至50℃以上Mg2＋转化率下降的可能原因是温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋转化率下降，
故答案为：温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋转化率下降；
④依据氢氧化钙和氢氧化镁阴阳离子比相同，可以用溶度积常数比较溶解性强弱，氢氧化钙溶解性大于氢氧化镁，溶液中加入石灰乳可以实现沉淀转化，生成氢氧化镁分离出来；
故答案为：能；Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可发生沉淀的转化．
某化学兴趣小组用只含有铝、铁、铜的工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：
（1）写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式： 。
（2）由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种，途径②中通入的某气体（固态时可用于人工降雨），写出该气体的电子式 。你认为较合理的途径是 （填①或②），理由是： 。
（3）滤液E若放置在空气中一段时间后，溶液中的阳离子除了
（4）用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是： 、 。
（5）途径④发生的反应的化学方程式为： 。
（6）实验室从CuSO4溶液制取胆矾，操作步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、 、自然干燥。
正确答案
（1）2Al +2OH― + 2H2O = 2AlO2― +3H2↑ (2分)
（2）
（3）Fe3＋ (1分) 取样，滴加KSCN，若变血红色，则有Fe3＋ 。(1分)
（4）成本低 (1分，合理给分，后同) ；不产生有毒气体 (1分)
（5）2Cu +2H2SO4 +O2→ 2CuSO4 +2H2O (2分)
（6）过滤洗涤 (1分)
试题分析：
（1）铝、铁、铜只有铝与烧碱溶液反应。
（2）与NaAlO2反应生成Al(OH)3，固态时可用于人工降雨，气体是CO2 ；NaAlO2 +4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O 所以AlCl3溶液中混有NaCl杂质。
（3）Fe2＋被空气氧化成Fe3＋；Fe3＋与KSCN反应，变血红色而Fe2＋不能。
（4）途径③Cu+2H2SO4= CuSO4+ SO2↑+2H2O
途径④ 2Cu +2H2SO4 +O2 = 2CuSO4 +2H2O途径④用稀H2SO4成本低，不产生有毒气体
(2分)冶炼金属的三种常用方法是：①热分解法 ②热还原剂法 ③电解法。人类用量处在前三位的金属是铁、铝、铜。（填编号）
（1）冶炼铝用到的方法是 ；
（2）冶炼铁和铜的常用方法是 。
正确答案
⑴③ ⑵②
试题分析：⑴工业上用电解熔融氧化铝（电解法）冶炼铝；
⑵工业上用氧化铁、氧化铜与CO反应（热还原剂法）冶炼铁和铜。
（8分）有一包粉末状的混合物,可能含有MgCl2、FeCl3、NaOH、CuSO4、Al2(SO4)3、KNO3、CaCO3、NaCl中的两种或多种。将混合物置于水中搅拌，得无色透明溶液；再将所得无色透明溶液分为两份：一份中通入CO2，有白色沉淀出现，滴入稀盐酸沉淀消失；另一份中加入BaCl2溶液，同样有白色沉淀出现，此沉淀不溶于稀硝酸。完成下列问题:
(1)原混合物中肯定含有的物质是____________(写化学式)
(2)混合物置于水中,所得无色透明溶液中一定含有的物质是______________(写化学式)。
(3)常温下所得无色透明溶液的pH7(填“＞”或“＜”)。
(4)在所得无色透明溶液中有关离子方程式为___________________________________。
正确答案
(1)NaOH、Al2(SO4)3 (2)NaAlO2、Na2SO4（3）>(4)
向所得澄清溶液中通入CO2产生白色沉淀，所以原粉末中含有铝离子，加入BaCl2产生白色沉淀，说明其中含有硫酸根离子，所以原固体粉末中含有氢氧化钠和硫酸铝。
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