- 铝的物理性质
- 共2330题
铝灰的回收利用方法很多,现用含有Al2O3,SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(S04)3
18H2O,工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是______________。
(2)流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替,若用H2O2发生反应的化学方程式为_______________。
(3)已知:浓度均为O.1mol/L的金属阳离子,生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
步骤③的目的是__________________________________________________________;若在该浓度下除去铁的化合物,调节pH的最大范围是___________。
(4)已知当pH=2时,Fe3+开始沉淀的浓度为_______________。
(5)操作④发生反应的离子方程式为__________________________________________;为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是_________或_________。
(6)操作⑤“一系列操作",下列仪器中不需用的是___________(填序号)。
正确答案
(1)6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O (2)H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 =" Fe2(SO4)3" + 2H2O 。(3)将二价铁离子氧化三价铁离子,并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去。2.8到3.4。(4)4*10-2mol/L。(5)3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- ="5MnO2" + 2H2O ;浓盐酸;过氧化氢溶液。(6) B
试题分析:(1)加入过量稀H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是6H+ + Al2O3=2Al3+ + 3H2O 。(2)流程中加人的KMnO4也可用H2O2代替,H2O2有强氧化性把二价铁离子氧化为三价铁离子,发生反应的化学方程式为H2O2 + 2FeSO4 + H2SO4 =" Fe2(SO4)3" + 2H2O 。(3)根据流程图可知是将二价铁离子氧化三价铁离子,并通过调节PH值把三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,确保铝离子不要沉淀出来,故调节pH范围为:2.8到3.4。(4)已知当pH=2时,即c(H+)=0.01Mmol/L,c(OH-)=10-12Mmol/L,代入
公式,可得Fe3+开始沉淀的浓度为4*10-2mol/L。(5)根据操作中出现的现象,紫色消失,说明高锰酸根离子参加了反应,④发生反应的离子方程式为3Mn2+ + 2MnO4- + 4OH- ="5MnO2" + 2H2O ;为了验证该操作所得固体中确实含有MnO2,可选用的试剂是_浓盐酸并加热或过氧化氢溶液有气泡产生即可说明。(6)操作⑤“一系列操作"中有,蒸发浓缩,降温结晶,过滤,不需用的是 B.坩埚。
Ⅰ、物质的分离和提纯有多种方法。物质分离、提纯方案的设计在科学研究和工业生产中占有十分重要的地位。工业上冶炼铝的原料是铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质为Fe2O3、SiO2等,已知SiO2是不溶于水的酸性氧化物,Fe2O3是不溶于水的碱性氧化物)。某研究小组设计的提纯Al2O3的方案如下:
(1)写出沉淀A的化学式:___________________________________________________。
(2)加入过量的NaOH溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有________________________。
(3)写出由沉淀A—→Al2O3的化学方程式:________________________,通入过量CO2生成沉淀A时反应的离子方程式为_______________________________________________。
Ⅱ、按照要求回答下列问题:
A、B、C、D、E是常见化合物或单质,有如下转化关系 (略去条件和副产品)。
(1)若A为黄绿色气体单质,D、E为生活中常见的两种金属,其中E是一种红色光亮的物质。
① 写出向B的溶液中加入足量D的离子反应方程式_____________________________________。
②向①所得的溶液中加入NaOH溶液,并在空气中放置的现象是:_________________________,写出固体在空气中放置的化学反应方程式:__________________________________________。
正确答案
(1)Al(OH)3
(2)NaOH NaAlO2 NaCl
(3)2Al(OH)3Al2O3+3H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
Ⅱ(1)①Fe+2Fe3+=3Fe2+
②生成白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3(没写 NaOH与 FeCl2反应不扣分)
试题分析:Ⅰ(1)偏铝酸钠和过量的二氧化碳生成氢氧化铝和碳酸钠;
(2)前边有盐酸,这里因为氢氧化钠过量,所以有氢氧化钠、氯化钠、偏铝酸钠;
(3)氢氧化铝加热分解成氧化铝和水;
Ⅱ(1)①根据题意可知A为氯气,D为铁,铁能把三价铁离子还原为二价;
②氢氧化亚铁在空气中和氧气、水接触容易氧化为氢氧化铁。
某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计右图装置进行实验.
(1)如何检验该装置的气密性______.
(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式______.
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与ag合金粉末(固体M)充分反应,待反应停止后,进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况).若量气管最大量程为50mL.,则固体M中铝的质量(mA1)范围为______.
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积______ (填“>”“<”“=”)VmL.
(5)若a=38mg,V=44.8mL(标准状况),请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程)______ (填“符合”或“不符合”).
正确答案
(1)检验装置的气密性常用方法为利用气体的热胀冷缩或液封气体形成液面高度差,由装置图可知适合选择液封气体形成液面高度差,检验该装置气密性的方法为:安装好装置并在量气管内加人水,向下移动水准管,静置片刻,若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差,说明装量密封,
故答案为:安装好装置并在量气管内加人水,向下移动水准管,静置片刻,若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差,说明装量密封;
(2)铝与氢氧化钠、水反应生成四羟基合铝酸钠、氢气,反应离子方程式为2OH-+2Al+6H2O═2[Al(OH)4]-+3H2↑,
故答案为:2OH-+2Al+6H2O═2[Al(OH)4]-+3H2↑;
(3)量气管最大量程为50mL,则产生氢气的增大体积为50mL,所以氢气的最大物质的量为=
mol,根据电子转移守恒可知3n(Al)=2n(H2)=
mol×2,故铝的最大质量为
×
mol×2×27g/mol=0.04g,所以金属铝的质量范围为0<mAl<0.04g,
故答案为:0<mAl<0.04g;
(4)Mg、Al都与盐酸反应生成氢气,改用盐酸生成氢气的体积增大,故答案为:>;
(5)44.8mL氢气的物质的量为=0.002mol,根据电子转移守恒可知3n(Al)=2n(H2)=0.002mol×2=0.004mol,所以合金中铝的质量
×0.004mol×27g/mol=0.036g,合金中Al的质量分数为
×100%=94.74%>78%,故该合金符合标准,故答案为:符合.
铝、铁、铜及其合金具有广泛的应用,某学校化学兴趣小组为探究金属回收物的综合利用,专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的AlCl3溶液和胆矾晶体(CuSO4·5H2O),其实验方案如下:
请回答下列问题:
(1)将合金研磨成合金粉的目的是 。
(2)写出步骤I中发生反应的化学方程式: 。
(3)硫酸铜溶液经过“一系列步骤”制得胆矾,此“一系列步骤”依次为 、 和过滤。
(4)在滤液B转化为沉淀E的过程中盐酸的用量不易控制,可将加入适量的盐酸改为通入一种气体,该气体的电子式为 ,写出更改试剂(气体过量)后生成沉淀E所发生反应的离子方程式: 。
(5)该小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂,在滤渣D中加入稀硫酸和H2O2可制得CuSO4,写出该反应的离子方程式: 。
(6)下面两种方法也可以制备硫酸铜:
方法一:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
方法二:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
假如某工厂欲生产CuSO4,请选择一种方法,并说明理由: 。
正确答案
(1)增大反应物的接触面积,使反应速率加快(或使反应更充分)(2分)
(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (2分)
(3)蒸发浓缩、冷却结晶 (2分)
(4) (1分) AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- (2分)
(5)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O(2分)
(6)方法一(1分) 硫酸原料利用率高,对环境污染小(2分,回答一点得1分)
试题分析:(1)增大反应物的接触面积,使反应速率加快;(2)铝与氢氧化钠反应可看作是先与水反应生成氢氧化铝和氢气,在与碱反应生成偏铝酸钠和水。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(3)蒸发浓缩到有大量晶体析出,然后冷却结晶; (4)盐酸过量会溶解沉淀,通入气体为二氧化碳。电子式为:;反应为强酸制弱酸:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- ;(5)双氧水具有强氧化性,在酸性条件可氧化铜单质:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;(6)方法二,生成有害气体,浪费硫酸
某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
按实验中发生反应的现象写出下列化学方程式(是离子反应的只写离子方程式)
①析出疏松的红色固体 ;
③一段时间后固体由红色变为绿色 。
(2)用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡。持续电解,在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是 。
解释此现象的离子方程式是 、 。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来治炼金属锰。
①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示)
。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是 。
正确答案
(1)①2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu ③2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
(2)白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解至消失 Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(3)①3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3 ②MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O
试题分析:(1)①置换反应就是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应,将打磨过的铝片放入氯化铜溶液中,析出红色固体,说明铝与氯化铜反应,铜被置换出来,同时生成氯化铝,该反应为置换反应,所以本题答案为:2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3;
③化合反应就是由两种或两种以上的物质生成一种其他物质的化学反应,红色的铜放在潮湿的空气中变为绿色,是因为与氧气、二氧化碳、水共同作用生成了铜锈碱式碳酸铜,该反应为化合反应,所以本题答案为:2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
(2)用石墨作电极,电解AlCl3溶液,电极反应式阳极:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极:2H++2e-=H2↑,破坏了H2O的电离平衡,使溶液呈碱性,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,持续电解,Al(OH)3又溶于过量的碱,Al(OH)3+OH-=+2H2O。
(4)铝与MnO2发生铝热反应,4Al+3MnO22Al2O3+3Mn。在酸性条件下MnO2具有氧化性,把H2O2氧化成O2,MnO2变成Mn2+。MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑
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