- 铝的化学性质和冶炼
- 共2786题
将Fe和Al按一定的质量比组成合金．
（1）取一定量的该合金，向其中加入足量NaOH溶液，生成气体n L（标准状况），则反应的离子方程式是______，合金中Al的物质的量是______．
（2）另取相同质量的该合金，向其中加入足量稀硫酸，固体全部溶解，生成气体m L （标准状况），则反应中转移电子的物质的量是______ mol，合金中Fe的质量是______．
（3）向（2）所得溶液中加入过量NaOH溶液，将产生的沉淀过滤，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，该固体质量和原合金的质量相等，则原合金中铝的质量分数是______．
正确答案
（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
n L氢气的物质的量=
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）加入足量的稀硫酸，Fe、Al与硫酸都反应生成氢气，生成氢气的物质的量=
Al生成的氢气体积等于与氢氧化钠反应生成的氢气体积，则Fe与硫酸反应生成氢气的体积为（m-n）L，氢气的物质的量为
故答案为：
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）向（2）所得的溶液加入过量的NaOH溶液，铝离子转化为偏铝酸根，不溶物是氢氧化铁，灼烧后所得固体为氧化铁，测得氧化铁与原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧元素的质量等于混合物中Al的质量，故原混合物中Al的质量分数等于氧化铁中元素的质量分数为
故答案为：30%．
A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大．A和E最外层电子数相同，短周期主族元素的原子中，E原子的半径最大；B、C和F在周期表中相邻，B、C同周期，C、F同主族，F原子的质子数是C原子质子数的2倍；A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y（相对分子质量X＜Y ）；D形成的分子为单原子分子．回答问题：
（1）D元素的名称为______，F形成的离子的结构示意图为______．
（2）写出液态化合物Y的一种用途______．
（3）用某种金属易拉罐与A、C、E组成的化合物的水溶液反应，产生的气体可充填气球，请写出该反应的离子方程式______，使用这种气球存在的隐患是______．
（4）P和Q两种物质都是由A、C、E、F四种元素组成的盐，其水溶液都显酸性，等物质的量的P和Q恰好完全反应．写出该反应的离子方程式：______．
（5）由A、B两元素形成的化合物W可作为火箭推进器中的强还原剂，已知一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子，0.5mol液态W和足量液态Y反应，生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X，并放出408.8kJ热量．查资料可知：
2Y（1）=2X（1）+C2（g）△H=-196.4kJ•mol-1写出液态W与气态C2反应生成液态X和气态B2的热化学方程式为______．该反应还可设计为原电池（以KOH溶液为电解质溶液），请写出该电池的负极反应式：______．
（6）G为氯，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液可以测定溶液中Cl-的浓度，已知Ksp（AgCl）=1.56ⅹ10-10，Ksp（Ag2CrO4）=1.10ⅹ10-12，Ag2CrO4为砖红色，则滴定终点的现象是______．
正确答案
由短周期主族元素的原子中，A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素的原子序数依次增大，E原子的半径最大，则E为钠元素；C、F同主族，F原子的质子数是C原子质子数的2倍，则C为氧元素，F为硫元素；因G的原子序数大于F，则G为氯元素；B、C和F在周期表中相邻，B、C同周期，则B为氮元素；A和E最外层电子数相同，A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y，X、Y为水和双氧水，则A为氢元素；D形成的分子为单原子分子，D的原子序数介于8～11，则D为氖元素；
（1）因D为氖元素，则名称为氖，F为硫元素，硫离子带2各单位的负电荷，质子数为16，电子数为18，最外层电子数为8，其离子结构示意图为
，故答案为：氖；
；
（2）A和C可形成两种常见的液态化合物X和Y（相对分子质量X＜Y ），则Y为H2O2，因其具有氧化性，则可作消毒剂，故答案为：一定浓度的H2O2溶液作消毒剂；
（3）A、C、E组成的化合物的水溶液为NaOH溶液，金属易拉罐含铝，则发生的离子反应为
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，生成的氢气易燃、易爆，则存在安全隐患，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；易燃、易爆；
（4）A、C、E、F四种元素组成的盐，其水溶液都显酸性，等物质的量的P和Q恰好完全反应，则该反应为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠的反应，其离子反应为H++HSO3-=H2O+SO2↑，故答案为：H++HSO3-=H2O+SO2↑；
（5）由A、B两元素形成的化合物W，一个W分子和一个Y分子中都含有18个电子，0.5mol液态W和足量液态Y反应，生成一种无色无味无毒的气体B2和液态X，并放出408.8kJ热量，该反应的热化学方程式为
N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（1）△H=-817.6kJ•mol-1、、、、①，
由2Y（1）=2X（1）+C2（g）△H=-196.4kJ•mol-1，即2H2O2（1）=2H2O（1）+O2（g）△H=-196.4kJ•mol-1、、、、②，①-②可得N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）△H=-621.2kJ•mol-1，
该反应还可设计为原电池，在负极N元素失去电子，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，
故答案为：N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）△H=-621.2kJ•mol-1；N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O；
（6）由Ksp（AgCl）=1.56ⅹ10-10，Ksp（Ag2CrO4）=1.10ⅹ10-12，
转化为AgCl沉淀需要的c（Ag+）=
转化为Ag2CrO4沉淀需要的c（Ag+）=
即AgCl先转化为沉淀，则滴入最后一滴硝酸银溶液时，溶液中出现砖红色深沉，振荡后砖红色沉淀不溶解即达到滴定的终点，故答案为：滴入最后一滴硝酸银溶液时，溶液中出现砖红色深沉，振荡后砖红色沉淀不溶解．
(9分)某100mL的CuCl2溶液中，已知溶液中的Cl－的浓度为0.4mol/L。现将一定量的铁粉投入到该溶液中，回答下列问题：
(1) CuCl2的电离方程式为 , 铁粉投入后反应的离子方程式为 。
(2)原溶液中Cu2+的浓度为 mol/L。
(3)反应后测得Cl－的浓度为 mol/L。
(4)若反应后测得Fe2+的溶液为0.1mol/L，则反应生成铜单质的质量为 g。剩余的Cu2+的浓度为 mol/L。
正确答案
(9分) (1) CuCl2＝Cu2++2Cl- (1分) Fe+Cu2+＝Fe2++ Cu (2分)
(2)0.2 (1分) (3)0.4 (1分) (4)0.64 (2分) 0.1(2分)
（1）氯化铜是电解质，在溶液中完全电离，电离方程式是 CuCl2＝Cu2++2Cl-。铁的金属性强于铜的，所以能置换出铜，反应的方程式是Fe+Cu2+＝Fe2++ Cu。
（2）溶液中的Cl－的浓度为0.4mol/L，则根据氯化铜的化学式可知，溶液中铜离子的浓度是0.2mol/L。
（3）氯离子不参与反应，所以反应后氯离子的浓度是不变的，还是0.4mol/L。
（4）反应后测得Fe2+的溶液为0.1mol/L，则亚铁离子的物质的量是0.1mol/L×0.1L＝0.01mol，则根据方程式可知置换出的铜是0.01mol，质量是0.64g。
由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂，该混合物在高温条件下能发生置换反应．为确定某铝热剂样品（铝和氧化铁）的组成，分别进行下列实验：
（1）若取10.7g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为a L．反应的化学方程式是______，样品中铝的质量分数是______（用含a的表达式表示）．
（2）若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，则a=______L；该反应的化学方程式是______．
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为b L，该气体与（1）中所得气体的体积比a：b______．
正确答案
（1）铝和NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，n（H2）=
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2mol 3mol
n（Al） 
n（Al）=
m（Al）=27g/mol×
ω（Al）=
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑； 
（2）取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，发生：2Al+Fe2O3
设混合物中含有xmolAl，ymolFe2O3，
则有：
解之得：x=0.1，y=0.05，
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2mol 3×22.4lL
0.1mol aL
a=
故答案为：3.36；2Al+Fe2O3
（3）由（2）知n（Fe）=0.1mol，
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
1mol 22.4L
0.1mol bL
b=2.24，
所以a：b=3.36：2.24=3：2，
故答案为：3：2．
目前世界上60%的镁是从海水中提取的。已知海水提取镁的主要步骤如下：
（1）关于加入试剂①作沉淀剂，有以下几种不同方法，请完成下列问题。
（一）_______________________________________________；
（二）_______________________________________________；
（三）______________________________________________；
（四）______________________________________________。
（2）框图中加入的试剂①应该是________（填化学式）；加入的试剂②是________（填化学式）；工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为________________________________________。
正确答案
（1）（一）海水中镁离子浓度小，沉淀剂用量大，不经济
（二）不正确
（三）能源消耗大，不经济
（四）海滩晒盐后得到的苦卤水中，加入沉淀剂
（2）Ca（OH）2 HCl MgCl2（熔融） 
本题考查的是从海水中提取镁的流程。试剂①应是石灰乳，发生的反应是MgCl2＋Ca（OH）2=Mg（OH）2↓＋CaCl2；试剂②应是盐酸，反应是Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2O，然后浓缩、结晶、脱水得无水MgCl2，再电解熔融的MgCl2便可制得Mg：MgCl2（熔融）
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