- 其他金属的性质
- 共356题
“烂板液”是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”（含少量的Cl-、Fe3+），某化学兴趣小组拟用“烂板液”制取Zn（NO3）2•6H2O的过程如图：
已知：Zn（NO3）2•6H2O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn（NO3）2溶液能与碱反应，得到的产物有两性．回答下列问题：
（1）“烂板液”中溶质的主要成分是______（填化学式），若稀硝酸腐蚀锌板产物的气体为N2O，写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式：______
（2）在操作①中保持pH=8的目的是______．
（3）沉淀Ⅰ的主要成分是______．
（4）操作③中加热煮沸的目的是______；此步操作的理论依据是______．
（5）操作④保持pH=2的目的是______；此步操作中所用的主要仪器有：______．
正确答案
解：“烂板液”中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl-、Fe3+，加入氢氧化钠调节溶液的PH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO3）2•6H2O是一种无色晶体．
（1）烂板液”中溶质的主要成分是Zn（NO3）2，此时硝酸很稀，硝酸中的氮被还原+1价，发生的化学反应为4Zn+10HNO3=4Zn（NO3）2+N2O↑+5H2O，
故答案为：Zn（NO3）2、4Zn+10HNO3=4Zn（NO3）2+N2O↑+5H2O；
（2）使锌离子完全转化为氢氧化锌，PH不大，如果PH加大氢氧化锌两性又溶解，故答案为：防止生成的Zn（OH）2溶解；
（3）Zn2+、Fe3+完全沉淀生成相应的氢氧化物，故答案为：Fe（OH）3、Zn（OH）2；
（4）热煮沸促使Fe3+完全水解，原理是温度越高，水解程度越大，故答案为：促使Fe3+完全水解、温度越高，水解程度越大；
（5）锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解，操作④包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，所用的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒，
故答案为：抑制Zn2+水解生成Zn（OH）2；蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒．
解析
解：“烂板液”中含有大量的锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的Cl-、Fe3+，加入氢氧化钠调节溶液的PH=8使铁离子、锌离子完全沉淀，然后在沉淀Ⅰ中加硝酸溶解，溶液Ⅱ中含有大量锌离子、氢离子、硝酸根离子和少量的铁离子，调节溶液的PH使铁离子沉淀，溶液Ⅲ是硝酸锌溶液，在酸性条件下加热浓缩蒸发结晶，得到Zn（NO3）2•6H2O是一种无色晶体．
（1）烂板液”中溶质的主要成分是Zn（NO3）2，此时硝酸很稀，硝酸中的氮被还原+1价，发生的化学反应为4Zn+10HNO3=4Zn（NO3）2+N2O↑+5H2O，
故答案为：Zn（NO3）2、4Zn+10HNO3=4Zn（NO3）2+N2O↑+5H2O；
（2）使锌离子完全转化为氢氧化锌，PH不大，如果PH加大氢氧化锌两性又溶解，故答案为：防止生成的Zn（OH）2溶解；
（3）Zn2+、Fe3+完全沉淀生成相应的氢氧化物，故答案为：Fe（OH）3、Zn（OH）2；
（4）热煮沸促使Fe3+完全水解，原理是温度越高，水解程度越大，故答案为：促使Fe3+完全水解、温度越高，水解程度越大；
（5）锌离子易水解生成氢氧化锌，酸性条件下可抑制锌离子的水解，操作④包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，所用的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒，
故答案为：抑制Zn2+水解生成Zn（OH）2；蒸发皿、酒精灯、铁架台、玻璃棒．
（1）铝元素的离子结构示意图为______
（2）下列实验能说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na的是______（填序号）．
a．分别将Na和Al同时放人冷水中
b．测定等物质的量的Na和A1与酸反应生成H2的体积
c．向Al（OH）3悬浊液中加人足量NaOH溶液
d．用pH计测量NaCl溶液与AlC13溶液的pH
（3）工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，每生产1吨Al，阳极大约会损失0.6吨的石墨，则石墨被氧化为______（填化学式）．
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2该反应每转移1mol电子，吸热a kJ，
该反应的热化学方程式为______．
（5）室温下，往0.2mol•L-1Al2（ SO4）溶液中逐滴加人1.0mol•L-1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示
①a点溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）______
②c→d时，A1元素的主要存在形式是______（填化学式）
③根据图中数据计算，A1（OH）3的KSP≈______．
正确答案
解：（1）铝离子的核电荷数为13，最外层达到8电子稳定结构，铝离子结构示意图为
（2）a．金属性越强，与水反应越剧烈，分别将Na和Al同时放入冷水中，Na与水的反应比Al剧烈，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故a正确；
b．等物质的量的Na和Al与酸反应生成H2的体积与金属失电子多少有关，与金属性的强弱无关，故b错误；
c．金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，Al（OH）3能溶于NaOH溶液，说明碱性：Al（OH）3小于NaOH，则，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故c正确；
d．用pH计测量NaCl溶液与AlCl3溶液的PH，AlCl3溶液的PH小于7，NaCl溶液的pH=7，则AlCl3在溶液中水解，则碱性：Al（OH）3小于NaOH，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故d正确；
故答案为：acd；
（3）每生产1吨Al转移的电子数为
故答案为：CO和CO2；
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2，该反应的化学方程式为：2Al2O3+6C=Al4C3+3CO2，2mol氧化铝完全反应转移了12mol电子，由于每转移1mol电子吸热a kJ，则2mol氧化铝完全反应吸收12akJ热量，该反应的热化学方程式为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol，
故答案为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol；
（5）①硫酸铝为强酸弱碱盐，铝离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
②a-b段，发生反应：H++OH-═H2O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al3++3OH-═Al（OH）3↓，则加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀；c-d段溶液pH变化较大，此时铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；d-e段溶液pH变化不大，Al（OH）3沉淀开始溶解生成NaAlO2，e点后氢氧化铝完全溶解，根据以上分析可知，则c→d时，A1元素的主要存在形式为：Al（OH）3，故答案为：Al（OH）3；
③b点时溶液的pH=5，此时开始生成氢氧化铝沉淀，b点时铝离子浓度为：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，则氢氧化铝的溶度积为：KSP≈0.4×（1×10-9）3=4×10-28，
故答案为：4×10-28．
解析
解：（1）铝离子的核电荷数为13，最外层达到8电子稳定结构，铝离子结构示意图为
（2）a．金属性越强，与水反应越剧烈，分别将Na和Al同时放入冷水中，Na与水的反应比Al剧烈，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故a正确；
b．等物质的量的Na和Al与酸反应生成H2的体积与金属失电子多少有关，与金属性的强弱无关，故b错误；
c．金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，Al（OH）3能溶于NaOH溶液，说明碱性：Al（OH）3小于NaOH，则，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故c正确；
d．用pH计测量NaCl溶液与AlCl3溶液的PH，AlCl3溶液的PH小于7，NaCl溶液的pH=7，则AlCl3在溶液中水解，则碱性：Al（OH）3小于NaOH，说明Al的金属性（原子失电子能力）小于Na，故d正确；
故答案为：acd；
（3）每生产1吨Al转移的电子数为
故答案为：CO和CO2；
（4）碳在高温下与Al2O3反应生成Al4C3固体与CO2，该反应的化学方程式为：2Al2O3+6C=Al4C3+3CO2，2mol氧化铝完全反应转移了12mol电子，由于每转移1mol电子吸热a kJ，则2mol氧化铝完全反应吸收12akJ热量，该反应的热化学方程式为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol，
故答案为：2Al2O3（s）+6C（s）=Al4C3（s）+3CO2（g）△H=+12akJ/mol；
（5）①硫酸铝为强酸弱碱盐，铝离子部分水解溶液显酸性，水解离子反应为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
②a-b段，发生反应：H++OH-═H2O，b-c段溶液的pH变化不大，主要发生反应：Al3++3OH-═Al（OH）3↓，则加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀；c-d段溶液pH变化较大，此时铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀；d-e段溶液pH变化不大，Al（OH）3沉淀开始溶解生成NaAlO2，e点后氢氧化铝完全溶解，根据以上分析可知，则c→d时，A1元素的主要存在形式为：Al（OH）3，故答案为：Al（OH）3；
③b点时溶液的pH=5，此时开始生成氢氧化铝沉淀，b点时铝离子浓度为：0.2mol/L×2=0.4mol/L，氢氧根离子浓度为：1×10-9mol/L，则氢氧化铝的溶度积为：KSP≈0.4×（1×10-9）3=4×10-28，
故答案为：4×10-28．
自然界里常见金属元素存在最多的是Al，其次是铁，铜的含量较少．然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜，含量最多的铝最迟冶炼出来．金属是当今社会最不可缺少的材料之一．下列有关金属的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：金属冶炼的难易与金属的活泼性有关，越不活泼的金属，越易冶炼，使用的越早．
A．铜属于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，铝是很活泼金属，较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，铝相对于铜，冶炼的程度困难，且需人类使用电能之后，故A正确；
B．合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，因金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化，合金与组成它的成分相比，一般具有熔点低、硬度大、抗腐蚀性强等方面的优点，现制得的合金已达几千种，所以大量使用的不是纯金属而是它们的合金，故B正确；
C．生铁中含有杂质碳，生铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中处于弱酸或中性环境中，具备了原电池的构成条件，铁为原电池的负极，碳为正极，发生电化学腐蚀，而生锈，铁锈的主要成分是氧化铁，纯铁是一种具有 银白色金属光泽的固体，因成分单一，无法构成原电池，所以纯铁具有耐蚀性，含量在1.7%以上的叫生铁，生铁中含碳量高，而含量在0.2-1.7%的叫钢，虽不锈钢具有耐腐蚀性，但不锈钢是铁的合金，不是纯金属，故C错误；
D．环境与资源是人类在地球上生存的保障．它制约着人类的行为活动，而人为因素也影响、改变着自然环境，铝的废弃物不仅是浪费金属铝资源，而且铝的废弃物难降解，还污染了环境，故D正确；
故选C．
（1）以下有关金属单质的叙述正确的是______．
A．金属钠非常活泼，在实验室中保存在石蜡油或煤油中
B．用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热，可观察到铝箔熔化，并有熔融物滴下
C．铁单质与水蒸气反应的化学方程式为：2Fe+3H2O（g）
（2）把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中逐渐加入1.00mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示．
①A点的沉淀物的化学式为______．
②写出A点至B点发生反应的离子方程式：______．
③某溶液中溶有MgCl2和AlCl3两种溶质，若把两者分开，应选用的试剂为：______．
④原混合物中NaOH的质量是______g，C点（此时沉淀恰好完全溶解）HCl溶液的体积为______mL．
正确答案
解：（1）A．钠的化学性质非常活泼，保存时需要隔绝空气密封保存，在实验室中通常保存在石蜡油或煤油中，故A正确；
B．用坩埚钳夹住一小块铝箔，由于铝熔点低，所以在酒精灯上加热铝熔化，失去了光泽，由于氧化铝熔点较高，加热时氧化膜包裹着的内层熔化的铝而不会滴落，故B错误；
C．铁单质与水蒸气反应生成四氧化三铁，正确的化学方程式为：3Fe+4H2O（g）
故答案为：A；
（2）①向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时，0-A时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子，溶液中存在的沉淀为Mg（OH）2，
故答案：Mg（OH）2；
②A-B段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H2O+AlO2-+H+=Al（OH）3↓，
故答案：H2O+AlO2-+H+=Al（OH）3↓；
③某溶液中溶有MgCl2和AlCl3两种溶质，若把两者分开，可以先加入过量氢氧化钠溶液，反应生成氢氧化镁沉淀和偏铝酸钠，通过过量分离出氢氧化镁沉淀，然后用稀盐酸将氢氧化镁转化成氯化镁；向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体，反应生成氢氧化铝，过滤后得到氢氧化铝沉淀，用稀盐酸将氢氧化铝转化成氯化铝，所以需要使用的试剂为：NaOH溶液、CO2、稀盐酸，
故答案为：NaOH溶液、CO2、稀盐酸；
④A点沉淀的是氢氧化镁，则n（Mg（OH）2）=
C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：
n（HCl）=n（NaOH）=0.13mol；P点所表示盐酸的体积为：V=
故答案为：5.2；130．
解析
解：（1）A．钠的化学性质非常活泼，保存时需要隔绝空气密封保存，在实验室中通常保存在石蜡油或煤油中，故A正确；
B．用坩埚钳夹住一小块铝箔，由于铝熔点低，所以在酒精灯上加热铝熔化，失去了光泽，由于氧化铝熔点较高，加热时氧化膜包裹着的内层熔化的铝而不会滴落，故B错误；
C．铁单质与水蒸气反应生成四氧化三铁，正确的化学方程式为：3Fe+4H2O（g）
故答案为：A；
（2）①向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸时，0-A时没有沉淀生成，说明溶液中NaOH过量，溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子，溶液中存在的沉淀为Mg（OH）2，
故答案：Mg（OH）2；
②A-B段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为：H2O+AlO2-+H+=Al（OH）3↓，
故答案：H2O+AlO2-+H+=Al（OH）3↓；
③某溶液中溶有MgCl2和AlCl3两种溶质，若把两者分开，可以先加入过量氢氧化钠溶液，反应生成氢氧化镁沉淀和偏铝酸钠，通过过量分离出氢氧化镁沉淀，然后用稀盐酸将氢氧化镁转化成氯化镁；向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体，反应生成氢氧化铝，过滤后得到氢氧化铝沉淀，用稀盐酸将氢氧化铝转化成氯化铝，所以需要使用的试剂为：NaOH溶液、CO2、稀盐酸，
故答案为：NaOH溶液、CO2、稀盐酸；
④A点沉淀的是氢氧化镁，则n（Mg（OH）2）=
C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液，C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH，此时所加盐酸物质的量：
n（HCl）=n（NaOH）=0.13mol；P点所表示盐酸的体积为：V=
故答案为：5.2；130．
以下物质间的每步转化通过一步反应就能实现的是（ ）
正确答案
解析
解：A．铝在氧气中反应4Al+3O2
B．Mg在Cl2中反应Mg+Cl2
C．硫在氧气中燃烧S+O2
D．硅和氧气反应生成二氧化硅Si+O2
故选B．
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