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题型:填空题
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填空题

(11分)铝土矿的主要成分是Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质,按下列操作从铝土矿中提取Al2O3。回答下列问题:

(1)沉淀物的化学式分别是:a         d            f          

(2)溶液b中所含的金属阳离子是           ;溶液c中所含的酸根离子是               

(3)加入的试剂A         ,通入的气体B           ,能否将B换成A?其理由是                                                 

正确答案

(共11分) (1) SiO2  Fe(OH)3  Al(OH)3 ((3分)       (2)Al3+  Fe3+;AlO2-  Cl-(SO42-)(4分)   (3)盐酸   CO   不行,A是强酸,如果过量会使Al(OH)3溶解( 4分)

Al2O3、Fe2O3、SiO2三种物质分别为两性氧化物、碱性氧化物、酸性氧化物,可用酸或碱可以溶解其中两种。从后一步中加入过量的NaOH推知,第一步加入的是酸(盐酸或硫酸)。

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题型:填空题
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填空题

(10分) 某兴趣小组进行“活泼金属与酸反应”的实验,将5.4g的铝片投入500 mL 0.5 mol·L-1的硫酸溶液中,右图为反应产生氢气速率与反应时间的关系图。

(1)关于图像的描述不正确的是          (填序号,下同);

① o→a段不产生产生H2是室温过低,反应难以发生。

② b → c段产生H2较快可能是反应放热,温度升高,加快了反应

③ c以后,产生H2速率逐渐下降原因可能是铝片趋于消耗完全

(2)在b到c这段时间内,收集到氢气VL(标准状况),则这段时间内用硫酸表示的平均速率为      mol/(L·s)(假设反应前后溶液体积不变)。

(3)其他条件不变,现换用500 mL 1 mol·L-1盐酸,产生氢气速率普遍较使用500 mL 0.5 mol·L-1硫酸的快,可能的原因是________;

(4)要加快铝与硫酸溶液制H2的反应速率,小组成员提出一系列方案,合理的有     

①加入2 mol·L-1硝酸②加入少量CuSO4溶液 ③将铝片换成铝粉 ④增加硫酸的浓度至18 mol/L ⑤加CH3COONa固体; ⑥加入少量Na2SO4溶液

(5)催化剂会影响反应速率,请根据①反应写出FeCl3催化H2O2分解的另一反应原理(用离子方程式)①2Fe3++ H2O2= 2Fe2++ 2H+ +O2↑;②                                   

正确答案

(1)①③;(2)V/11.2(c—b) mol/(L·s);(3)氯离子由催化作用或硫酸根由阻化作用;(4)②③;(5)②2Fe2+ + H2O2 + 2H+====2Fe3+ + 2H2O。

试题分析:(1)① o→a段不产生产生H2是由于金属铝表面有一层氧化膜,氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,错误;② b → c段产生H2较快可能是反应放热,温度升高,加快了反应,正确;③ 根据题给数据知,铝过量,c以后,产生H2速率逐渐下降原因可能是稀硫酸趋于消耗完全,错误,选①③;(2)在b到c这段时间内,收集到氢气VL(标准状况),物质的量为V/22.4mol,时间为(c—b)s,硫酸的物质的量变化为V/22.4mol,则这段时间内用硫酸表示的平均速率为V/11.2(c—b) mol/(L·s);(3)其他条件不变,现换用500 mL 1 mol·L-1盐酸,产生氢气速率普遍较使用500 mL 0.5 mol·L-1硫酸的快,可能的原因是氯离子由催化作用或硫酸根由阻化作用;(4)①加入2 mol·L-1硝酸,硝酸具有强氧化性,与铝反应不放氢气,错误;②加入少量CuSO4溶液,铝置换出铜,形成原电池,反应速率加快,正确; ③将铝片换成铝粉 ,增大反应物的接触面积,反应速率加快,正确;④增加硫酸的浓度至18 mol/L ,铝遇浓硫酸钝化,阻止反应进行,错误;⑤加CH3COONa固体,硫酸与醋酸钠反应生成醋酸,氢离子浓度较小,反应速率减慢,错误; ⑥加入少量Na2SO4溶液,将硫酸稀释,反应速率减慢,错误,选②③;(5)催化剂会影响反应速率,请根据①反应写出FeCl3催化H2O2分解的另一反应原理(用离子方程式)①2Fe3++ H2O2= 2Fe2++ 2H+ +O2↑;②2Fe2+ + H2O2 + 2H+====2Fe3+ + 2H2O。

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题型:简答题
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简答题

第29届奥运会祥云火炬的外壳材料是高强度的铝镁合金。某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究,测定其中镁的质量分数,他们利用盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案:

方案一:铝镁合金测定生成气体的体积

方案二:铝镁合金测定生成气体的体积

方案三:铝镁合金溶液 称量灼烧产物的质量。

(1)实验小组根据方案二设计了两个实验装置,如下圈(图中的铁架台已省略)。

你认为选择         选填甲或乙)装置进行实验更合理,误差更小。

(2)用方案三进行实验时,除了称量灼烧产物质量外,还需称量的是           

(3)拓展研究:在向铝镁合金溶于盐酸后的溶液中加入过量溶液时,生成沉淀的质量与加入溶液体积的关系可用数轴关系表示:

请你判断,根据上图数轴申的数据能否求出合金中镁的质量分数?        (选填“能”或“不能”)

下列①②两题选一题作答。

①若不能求出合金中镁的质量分数,请说明理由                

②若能求出合金中镁的质量分数,则镁的质量分数为              

正确答案

(1)乙      (2)合金样品的质量      (3)能      30.8%

(1)根据实验装置可知,乙装置能使反应随时停止,易于可知反应速率。

(2)灼烧生成的是氧化镁,因此要测量质量分数,还需要称量合金样品的质量。

(3)根据数轴可知,溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠是10ml,则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠是30ml,因此和镁反应的氢氧化钠是10ml,所以镁离子和铝离子的物质的量之比是2︰1,则镁的质量分数为

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题型:简答题
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简答题

铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。

【探究一】实验方案:铝镁合金测定剩余固体质量,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,投入V mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应。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”或“偏低”)。

【探究二】实验方案:铝镁合金测定生成气体的体积实验装置:

问题讨论:

(1)某同学提出该实验装置不够完善,应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是:_____(填“需要”或“不需要”)。

(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题是(写出两点):

①______________________________。

②______________________________。

【探究三】

实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。

问题讨论:

(1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的数据是______。

(2)若用空气(不考虑CO2)代替O2进行实验,对测定结果有何影响? _____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

正确答案

【探究一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

(1)100           (2)偏高

【探究二】(1)不需要

(2)检查装置的气密性      合金完全溶解(或加入足量盐酸)     调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平     待冷却至室温再读数等(写出两点,答案合理即可)

【探究三】(1)灼烧后固体的质量       (2)偏高

【探究一】镁铝合金中只有铝与氢氧化钠反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,用极值法,假定5.4 g合金完全是铝时,根据方程式求出消耗氢氧化钠的体积为100 mL,故V≥100,若未洗涤固体,镁的表面附着其他杂质,质量偏大,测得镁的质量分数将偏高。

【探究二】(1)因为是排水量气,故不需要在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置;(2)为使结果准确,应从以下几个方面考虑:检查装置的气密性;合金完全溶解(或加入足量盐酸);调整量气管C的高度,使C中液面与B中液面相平;待冷却至室温再读数等。

【探究三】称量x g铝镁合金粉末,要求镁的质量分数,还需要知道灼烧后固体的质量;若用空气代替O2进行实验,部分镁与氮气反应生成氮化镁,燃烧产物的质量减少,通过计算所得镁的质量偏高,测定结果偏高。

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题型:填空题
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填空题

铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。

                

(1)某校化学兴趣小组同学,取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应,现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。出现这种现象的原因,除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外,还有一个原因是                 

(2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝,可选择        (填试剂名称),所发生反应的离子方程式为               

(3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分,实验流程如图所示。

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

 

① 试剂A应选择       ,试剂B应选择        。(填序号)

A.稀盐酸  B.氧化铁  C.H2O2溶液  D.氨水  E.MgCO3固体

② 已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36,则反应Ⅲ后溶液中c(Fe3+)=        mol·L-1

③ 灼烧完全的标志是      

④ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是       。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,计算“铁块”的纯度,则计算结果会        (填“偏大”“偏小”或“无影响”),原因是                        

正确答案

(1)熔融的铁被空气中氧气氧化

(2)氢氧化钠溶液  2Al+2OH+2H2O=2AlO+3H2

(3)C  D   1.1×10-6 前后两次灼烧质量相差不大于0.1g   84%  偏小  Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小。

试题分析:(1)根据现象确定溶液中含有铁离子,再根据(3)改进实验结果判定熔融的铁在溅落时被空气中的氧气氧化;(2)需要把铁块中的铝溶解出再鉴别,用氢氧化钠溶液溶解;(3)①该操作的目的是把铁转化为氧化铁,除去杂质,根据氧化铁质量计算铁的纯度,沉淀时亚铁离子不易沉淀,顾需先把其氧化为铁离子再调节pH生成氢氧化铁沉淀;③前后两次灼烧质量相差不大于0.1g;

④红色粉末为氧化铁,则该“铁块”的纯度=12.0÷160×2×56÷10.0=0.84;因为Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小,导致结果偏小。

下一知识点 : 氢氧化铝的制备
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