- 氢氧化铝的化学性质
- 共1387题
（本题共15分）
有4种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③、④。甲、乙、丙、丁4位同学各取1种样品，进行下列实验，测定合金中镁的质量分数。
52．甲同学取样品①m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m1 g。则样品①合金中镁的质量分数为_____________。
53．乙同学取样品②m2 g和足量的盐酸反应，然后滴加过量的氢氧化钠溶液，将沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m2 g。则样品②合金中镁的质量分数为____________。
54．丙同学取样品③m3 g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为V L，则样品③中m3的取值范围是___________________________________________。
丁同学取不同质量的样品④分别和30 mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积（已转化为标准状况）如下：
55．通过计算求该盐酸的物质的量浓度。
56．通过计算求样品④中合金中镁的质量分数。
57．在c组实验后，还需向容器中加入1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解？
正确答案
52. 47.06% （2分）
53. 60% （2分）
54. 0.80V＜m＜1.07V
（2分，其它写法如27V/33.6＜m＜24V/22.4或9V/11.2＜m＜3V/2.8都给分）
55. 丙中盐酸反应完全，n(H2)="0.672/22.4" ="0.03" mol，（1分）
则c(HCl)="0.03×2/0.03=2.0" mol·L-1（1分）
56. 设合金中Mg、Al的物质的量分别为x、y，则有：
（1分）
解得：x =" y" =" 0.01" mol（1分）
则w(Mg)="[(0.01" mol×24 g·mol-1)/0.510 g]×100%=47.06%（1分）
57. 根据HCl ~ NaCl和Al ~ NaAlO2可知
n(NaCl)="n(HCl)=2.0" mol·L-1×0.030 L="0.06" mol（1分）
n(NaAlO2)="n(Al)=0.01" mol×918/510="0.018" mol（1分）
根据Na+守恒得：n(NaOH)="0.06" mol+0.018 mol="0.078" mol（1分）
故V(NaOH)="0.078" mol/1.0 mol·L-1="0.078" L="78" mL （1分）
即c组实验后还需加入78 mL的氢氧化钠溶液，才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解。
试题分析：52.镁铝合金中铝与氢氧化钠反应产物经过二氧化碳反应所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体为氧化铝，反应前为镁铝反应后为铝和氧，质量不变，根据元素守恒可知氧化铝中氧的质量分数即为镁的质量分数，为16×3/（16×3+27×2）= 47.06%；53.该反应得到的固体为氧化镁，根据元素质量守恒，氧化镁中镁元素的质量分数即是镁铝合金中镁元素的质量分数，为24/（24+16）= 60%；
54.镁铝与稀硫酸反应消耗的硫酸不同产生的气体量也不同，故采用极值法确定其范围，金属全为镁时
金属的量为V /22.4×24=1.07V，金属全为铝时V /22.4×2/3×27=0.80V,范围0.80V＜m＜1.07V；
55.丁同学实验数据中盐酸量固定，bc组盐酸反应完全，a组金属反应完全，故计算盐酸的浓度根据bc组气体数据直接得出，丙中盐酸反应完全，n(H2)="0.672/22.4" ="0.03" mol，
则c(HCl)="0.03×2/0.03=2.0" mol·L-1
56.根据a组数据列方程式可解，解法见答案；57.根据元素守恒，合金中铝最终变为NaAlO2，开始加入的盐酸最终变为氯化钠，此可称为终态分析法。
n(NaCl)="n(HCl)=2.0" mol·L-1×0.030 L="0.06" mol（氯原子守恒）
n(NaAlO2)="n(Al)=0.01" mol×918/510="0.018" mol（铝原子守恒）
根据Na+守恒得：n(NaOH)="0.06" mol+0.018 mol="0.078" mol
故V(NaOH)="0.078" mol/1.0 mol·L-1="0.078" L="78" mL （1分）
即c组实验后还需加入78 mL的氢氧化钠溶液，才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解。
黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫和铁的化合物。
（1）冶炼铜的反应为： 8CuFeS2＋21O2
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________（填元素符号）。
（2）上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理方案中合理的是________（填代号）。
a．高空排放
b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d．用浓硫酸吸收
（3）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
根据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是______________________。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为______________________。
正确答案
（1）Cu、O
（2）b、c
（3）a.Al3＋＋4OH－=AlO2-＋2H2O
b．稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色
（1）分析方程式中各元素化合价可知
烧结法制氧化铝生产过程如下：
已知：
①铝土矿主要成分为：Al2O3、SiO2、Fe2O3和TiO2。
②高温烧结时，Al2O3、Fe2O3、TiO2都能发生反应分别生成NaAlO2、Na2Fe2O4和难溶于水的CaTiO3。
请回答下列问题：
（1）Na2Fe2O4遇水便发生水解反应生成Fe（OH）3，写出Na2Fe2O4水解的化学方程式____________。
（2）浸出时再加入CaO的目的是______________________________________。
（3）浸出液中发生的生成Al（OH）3的离子方程式为____________________________________。
（4）滤液的主要成分是_________（写化学式）；滤液循环使用的优点有________ （任答一点）。
正确答案
（1）Na2Fe2O4+4H2O=2NaOH+2Fe（OH）3↓
（2）除去可能溶于水的硅酸盐，提高氧化铝纯度
（3）
（4）NaHCO3、Ca（HCO3）2 减少工业废水排放或节约原料，降低成本（其他合理答案也可）
（1）由题设知，Na2Fe2O4和水是反应物，Fe（OH）3是生成物，则Na2Fe2O4水解反应的化学方程式为：Na2Fe2O4+4H2O=2NaOH+2Fe（OH）3↓。
（2）由于浸出液中可能还含有可溶性硅酸盐，再加入CaO的目的是：除去可能溶于水的硅酸盐，提高氧化铝纯度。
（3）由于浸出液的主要成分是NaAlO2，通入过量CO2气体发生反应的离子方程式为：
（4）滤液的主要成分为：NaHCO3和Ca（HCO3）2，滤液循环使用的优点有：①减少工业废水排放；②节约原料，降低成本等。
某二价金属R的氢氧化物的结晶水合物与纯碱、烧碱的混合物6.84g溶于水产生1.97g白色沉淀，将沉淀灼烧可得R的金属氧化物1.53g，将上述溶液分为两等份，一份加入足量NH4Cl加热产生0.8288L标况）气体；另一份加入足量的稀硫酸，没有气泡产生，但得到0.233g白色沉淀。求：
（1）R的原子量。
（2）写出R的氢氧化物的结晶水合物的分子式。
正确答案
(1)137 (2)Ba(OH)2·8H2O
根据题中已知，通过：R(OH)2～RCO3～RO
R+60 R+16
1.97 1.53 得R=137为Ba元素。
由于向反应后溶液中加稀硫酸时，无气体生成，证明原混合物中的
由： Ba2+ +SO42-=BaSO4↓
1 233g
x 0.233g x＝0.001 mol
可知，原混合物中含Ba(OH)2·nH2O的物质的量为(0.001×2＋0.01)="0.012" mol；
由 NH4+＋OH-
0.001 22.4L
y 0.8288L y＝0.037 mol
可知，原y混合物中含 NaOH物质的量为0.037×2-0.012×2=0.05mol，所以，原混合物中含Ba(OH)2·nH2O质量为6.84-0.05×
再由137＋34＋18n＝315得n＝8，故R的氢氧化物的结晶水合物的分子式为Ba(OH)2·8H2O。
（8分）将稀硝酸逐滴加入盛有铝铁合金的容器中，当固体恰好完全溶解时，产生标准状况下NO 40.32L，将反应后的溶液平均分成三等份，分别进行如下实验：
（1）第一份溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaOH溶液，至恰好达到最大沉淀，不考虑空气中O2的氧化，则需加入NaOH溶液的体积为________________。
（2）第二份溶液中边加入NaOH溶液，边在空气中充分搅拌，至恰好达到最大沉淀量，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量比第一份重5.1g，则该过程中消耗O2的物质的量为_______________。
（3）第三份溶液中逐滴加入4 mol·L-1NaOH溶液，至Al(OH)3沉淀恰好溶解，消耗NaOH溶液500mL，计算原合金中铝的质量。（写出解题过程）(4分)
正确答案
（1）900mL或0.9L (2分) （2）0.075mol(2分)
（3）依据Na原子守恒有：n(NaOH)=n(NaAlO2)+n(NaNO3)
n(NaOH)=4mol/L×0.5L×3=6mol (1分)
依题意硝酸不过量,n(HNO3)=4n(NO)=4×(40.32L/22.4L/mol)=7.2mol
则，n(NaNO3)=3/4×7.2mol=5.4mol (1分)
n(Al)= n(NaAlO2)=" n(NaOH)" －n(NaNO3)=6mol－5.4mol=0.6mol (1分)
m(Al)=0.6mol×27g/mol=16.2g (1分)
原合金中含铝的质量为16.2g （此问若学生求出5.4g，可得3分）
试题分析：（1）此容器中发生反应Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O
Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO+2H2O
Fe(NO3)3+3 NaOH= Fe(OH)3+3NaNO3
Al(NO3)3+3 NaOH= Al(OH)3+3NaNO3
还有可能发生：Fe+2 Fe(NO3)3= 3Fe(NO3)2
Fe(NO3)2+2NaOH= Fe(OH)2+2NaNO3
依题意硝酸不过量，每份溶液中n(HNO3)="4n(NO)" ×1/3="4×(40.32L/22.4L/mol)" 1/3
=2.4mol
依据N元素守恒：n(HNO3)= n(NaNO3)+ n(NO)
又n(NO)="40.32L/(22.4L/" mol) ×1/3="0.6" mol
n(NaNO3)="1.8" mol
故 V（NaOH）=" 1.8" mol/2 mol·L-1 = 0.9L
（2）第二份溶液中加入NaOH溶液的同时在空气中充分搅拌，此时的Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3，发生反应 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，故沉淀增重的质量是4Fe(OH)2吸收的氧气和水的质量，即
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 △m
32 68
n(O2) ×32g/ mol 5.1g
n(O2)= 0.075mol
扫码查看完整答案与解析