- 氢氧化铝的化学性质
- 共1387题
准确称取6 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛100 mL某浓度的H2SO4溶液烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10 mol·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的质量W与加入NaOH溶液的体积V的关系如图所示。
求(1)H2SO4溶液的物质的量浓度是多少?
(2)若A="2.3" mL,铝土矿中Al2O3的质量百分含量是多少?
正确答案
(1)1.75 mol·L-1 (2)85%
分析图象时要紧紧抓住起点(A点)、拐点(B点、C点),把隐含因素挖掘出来,使整个过程清晰、连续地展现在眼前。
弄清OA、O到35、45时沉淀的组成和质量。OA段意味着H2SO4过量,O到35时的B点沉淀最多,有Al(OH)3↓、Fe(OH)3↓,C点仅剩下Fe(OH)3。
加入10 mol·L-1 NaOH,即把Al(OH)3↓AlO。
(1)B点时沉淀最多,溶液为Na2SO4溶液,据电荷守恒,n(Na+)=2n(SO)。又据元素守恒,n(Na+)=n(NaOH)="10" mol·L-1×0.035 L,n(SO
)=n(H2SO4)=c(H2SO4)×0.1,所以c(H2SO4)="1.75 " mol·L-1。
(2)沉淀Al3+所耗OH-的量,是使Al(OH)3溶解所耗OH-的3倍,即沉淀Al3+所耗NaOH为30 mL。
n(Al2O3)=n(NaOH)=
×(10 mol·L-1×0.03 L)="0.05" mol
m(Al2O3)="0.05" mol×102 g/mol="5.1" g
Al2O3%=×100%=85%
将等物质的量的两种氧化物溶于100 mL硫酸,而后逐滴加入1.00 mol·L-1的NaOH溶液。当加入的NaOH的体积V1="50" mL时,开始有沉淀析出,且沉淀量随NaOH加入量逐渐增加;当NaOH的体积V2="650" mL 时,沉淀量达最大值,继续滴加NaOH时,沉淀量逐渐减小;当V3≥750 mL时,沉淀量不再改变。
(1)最初加入的50 mL NaOH溶液的作用是什么?
答:__________________________________________。
(2)画出沉淀量(m)随NaOH溶液体积滴入量的变化关系,并计算所用硫酸的浓度。
图4-5
(3)试判断两种氧化物各是什么,并计算其物质的量。
正确答案
(1)中和多余的H2SO4
(2)c(H2SO4)="3.25" mol·L-1
(3)氧化铝(Al2O3)0.05 mol、氧化铁(Fe2O3)0.05 mol。
加入NaOH的体积与产生沉淀的量关系如图4-6所示:氧化物溶于硫酸后转化为相应的金属阳离子,最初加入50 mL NaOH溶液中和过量的H2SO4,当加入650 mL NaOH溶液时,沉淀达最大量,即所有的阳离子全部转化为沉淀,再继续加入NaOH溶液时,Al(OH)3沉淀会继续与NaOH作用转化为NaAlO2和H2O,且由题意可知Al(OH)3转化为时消耗0.1 mol NaOH,则原溶液中含有0.1 mol Al3+,又因形成Al(OH)3沉淀时消耗NaOH 300 mL,再形成另一种沉淀物所消耗的NaOH也是300 mL,因两种氧化物的物质的量相等,则另一种氧化物也应为+3价金属的氧化物,即Fe2O3。
图4-6
(12分)由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有下图所示转换关系,A是地壳中含量最多的金属元素。请回答:
(1)写出下列物质的化学式:乙 、丁 、戊 。
(2)写出甲物质在工业上的一种主要用途: 。
(3)写出甲→乙+丙反应的离子方程式: ;
A→乙+C反应的化学方程式:
正确答案
(1)NaAlO2、 AlCl3、 Al (OH)3 (各2分)
(2)冶炼金属铝的原料或做耐火材料(坩埚等)(2分)
(3)Al2O3+2OH-=2AlO2- +H2O(2分); 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(2分)
略
磷酸镁铵(NH4MgPO4)是一种重要的盐,难溶于水。化学上制备磷酸镁铵从反应原理看,是用氯化镁、磷酸氢二钠和氨水混合反应的方法。
(1)写出制备磷酸镁铵反应的离子方程式:_______________________________。
(2)在实际制备的反应中,要向混合液中加入适量的铵盐(NH+4),则加入铵盐的目的是___________________________________。
正确答案
(1)Mg2+++NH3·H2O====NH4MgPO4↓+H2O
(2)抑制NH3·H2O的电离,防止生成Mg(OH)2
第(2)题应从得到的沉淀是否纯净来考虑,因为氨水电离出的OH-能与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀致使得到的磷酸镁铵不纯,加铵盐可抑制NH3·H2O电离,防止产生Mg(OH)2沉淀。
哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料。加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解。m摩尔高氯酸铵分解时除产生2m摩尔水蒸气和m摩尔氧气外,其他组成元素均以单质形式放出,因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式:
(1)________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________。
根据此反应原理,1摩尔高氯酸铵分解所产生的气体有_______________摩尔。
正确答案
(1)4Al+3O22Al2O3,ΔH<0
(2)2NH4ClO4(s)N2(g)+Cl2(g)+2O2(g)+4H2O(g) 4
铝粉燃烧反应是同学们熟悉的反应,它不是本题的难点,高氯酸铵的分解才是本题的关键。高氯酸铵分解,反应物就是本身,产物已知有水蒸气和氧气,根据元素守恒,产物中还缺少氮元素和氯元素,根据已知信息,它们是氮气和氯气。高氯酸铵的配平,可首先暂定高氯酸铵、水蒸气和氧气的化学计量数为1、2、1,再根据氧化还原守恒规律或氮、氯原子守恒来配平氮气和氯气的化学计量数,最后同时扩大2倍即得答案。
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