- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％~5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
〖实验方案一〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是
〖实验步骤〗
（1）称取5.4 g铝镁合金粉末样品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V ≥ 。
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
〖实验方案二〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×105Pa）的体积。
〖问题讨论〗
（3）同学们拟选用下列实验装置完成实验：
①你认为最简易的装置其连接顺序是（填接口字母，可不填满）：
A接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因。 。
③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是 。
正确答案
[方案一]2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（1）97 mL （2）偏高
[方案二]（3）① EDG
②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大
③ ACD
试题分析：[方案一]铝可以与氢氧化钠反应，镁不与氢氧化钠反应，所以将铝镁合金与足量NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（1）称取5.4 g铝镁合金粉末样品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反应，由于含镁3％~5％，要确保NaOH过量，所以镁的含量要假设为3％，5.4 g铝镁合金含有的铝最大为5.4/27×0.97=0.194mol，所以需要的NaOH溶液的体积为V=0.194/2.0×1000 mL="97" mL，所以NaOH溶液的体积
V ≥97 mL；若未洗涤固体，则称得的镁的质量比实际的大，所以测得镁的质量分数将偏高；（3）①由于氢气的密度小于空气的密度，可以采用向下排空气的方法，若要收集教纯净的氢气，可以采用排水法，所以该实验的连接顺序为A接EDG ；②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，因为锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大，所以一会儿后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶；③实验结束时，要等待实验装置冷却后再读数，此时上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平，再让视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积，故本题的答案为ACD。
点评：本题考查了镁铝合金，利用两种金属的性质设计实验，该题综合性强，有利于考查学生自身的综合能力，本题有一定的难度。
在标准状况下进行下列实验：甲、乙各取 30.0ml同浓度的盐酸，加入同一镁-铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：
（1）盐酸的物质的量浓度为______ mol/L，在表中可作为计算依据的是______ （填实验序号，符合要求的全部写出）
（2）据______（填实验序号）中的数据，可计算此镁-铝合金中镁与铝的物质的量之比______．
（3）在乙实验中，可以判断______
A、金属过量 B、恰好反应 C、金属不足 D、无法判断
（4）在丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的铝粉恰好完全溶解，再过滤出不溶性的固体，请填下表：
正确答案
（1）由表中数据可知，30.0ml同浓度的盐酸加入255mg金属，盐酸有剩余，金属完全反应．加入385mg金属与加入510mg金属生成的氢气体积一样多，故加入385mg金属，盐酸完全反应，此时生成氢气336mL，氢气的物质的量为
故答案为：1mol/L；乙、丙．
（2）由表中甲、乙数据可知，甲中盐酸有剩余，金属完全反应，此时生成氢气280mL，故可以根据甲组数据计算金属的物质的量之比．
令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量可知24x+27y=0.255，根据电子转移守恒有2x+3y=
故答案为：甲；1：1．
（3）甲中盐酸有剩余，255mg金属完全反应，此时生成氢气280mL，故生成336mL氢气需要金属的质量为255mg×
故选：A．
（4）丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00mol/l的NaOH溶液能使合金中的铝粉恰好完全溶解，溶液中溶质为氯化钠、偏铝酸钠．
由（2）中计算Mg、Al的物质的量可知丙中Al的物质的量为0.005mol×
故答案为：
把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol•L-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1mol•L-1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示．则：
（1）金属铝的质量为______g
（2）a的取值范围是______ml．
（3）n（Mg）/n（Al）的最大值是______．
正确答案
（1）根据图可知，首先发生的反应是中和过量的酸：H++OH-=H2O，然后是沉淀两种金属离子：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓、Al3++3OH-=Al（OH）3↓，最后是Al（OH）3的溶Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-，从横坐标80mL到90mL这段可以求出n（Al（OH）3）=0.01mol，则n（Al）=n（Al（OH）3）=0.01mol，即为0.27g，
故答案为：0.27；
（2）假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，即a=0，通过极值法，当合金中完全是铝时，因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL，从图可知，中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL，但是假设不成立，最大值是不存在的，所以的取值范围为 0≤a＜50，
故答案为：0≤a＜50；
（3）n（Al）=n（Al（OH）3）=1mol•L-1×0.01L=0.01mol，所以沉淀Al3+需要的OH-为0.03mol，即NaOH溶液的体积为30mL，镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80-a，若假设盐酸不剩，所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积最大值为50mL，求出n （Mg）的最大值为0.025mol，所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为2.5，
故答案为：2.5．
化学与生活息息相关．
（1）自热米饭是一种快餐食品．请根据图及表信息，回答下列问题：
①从表中“自热米饭的营养成分”看，没有标出的人体必须的营养素是______．②上述包装材料一般是符合卫生标准的铝箔．铝可以压制成铝箔，说明铝具有良好的______．
③该自热米饭是利用发热包中的生石灰与水反应放出热量来进行加热，生石灰与水反应的化学方程式为______．
（2）良好的家居环境带来美好的生活．
①房屋装修后，可在室内放一些活性炭来吸收装修材料释放出的甲醛、苯等有毒气体，这是利用活性炭的______性．
②如图，“火立熄”是一种新型的家用灭火用品．“火立熄”接触到火焰3-5秒后炸开，释放的粉末覆盖在燃物上，同时放出不可燃烧气体，使火焰熄灭．“火立熄”的灭火原理是______（填字母标号）．
A．清除可燃物 B．使燃烧物与氧气隔绝 C．降低燃烧物的着火点．
正确答案
（1）①从表“自热米饭的营养成分”看，没有标出人体必须的营养素有蛋白质，故答案为：蛋白质；
②铝可以压制成铝箔，说明铝具有良好的延展性，故答案为：延展性；
③生石灰与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为为：CaO+H2O═Ca（OH）2，故答案为：CaO+H2O═Ca（OH）2；
（2）①房屋装修后，可在室内放一些活性炭来吸收装修材料释放出的甲醛、苯等有毒气体，这是利用活性炭的吸附性，故答案为：吸附性；
②“火立熄”的灭火原理是使燃烧物与氧气隔绝可以达到灭火的目的，故答案为：B；
从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为____________________________.
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32—的离子方程式为______________________.
（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是____________(填化学式)，写出该溶液的一种用途____________
（5）已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数KSP=5.6×10—12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________________.
正确答案
（1）Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O（3分）
（2）SiO2 +2OH— = SiO32— + H2O（3分）
（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案）（2分）
（4）NaHCO3（1分）；制纯碱或做发酵粉等合理答案（2分）
（5）5.6×10-10mol•L-1（3分）
试题分析：向铝土矿中加入盐酸时，生成Al3+的方程式为Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O；加入烧碱时生成SiO32—的离子方程式为SiO2 +2OH— = SiO32— + H2O；Fe3+的检验需加入硫氰化钾或苯酚溶液；向滤液Y和D中通入过量二氧化碳时生成NaHCO3；可做发酵粉或制纯碱；（5）298K时当溶液的pH=13.00时，c（OH-）="0.1mol/L," c(Mg2+)=Ksp/c2(OH)= 5.6×10—12/0.01=5.6×10-10mol•L-1.
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