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一、單選題
1. 有關(guān)鋁制餐具下列使用較為合理的是
A. 盛放燒堿 B. 燒煮開水
C. 用金屬絲擦洗表面的污垢 D. 用堿水洗滌
2. 某同學將一塊鋁箔用砂紙仔細打磨,除去表面的保護膜,用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱至熔化,發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落,而是好像被一層膜兜著,則下列說法錯誤的是 (????)
A. 兜著液體的這層膜是氧化鋁
B. 該實驗說明了氧化鋁的熔點高于鋁的熔點
C. 鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng),在其表面形成氧化物保護膜
D. 鋁的化學性質(zhì)較穩(wěn)定,即使加熱到熔化也不與空氣中的氧氣反應(yīng)
3. 下列說法正確的是(????)
A. Al2O3難溶于水,不跟水反應(yīng),所以它不是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物
B. 因為Al2O3是金屬氧化物,所以它是堿性氧化物
C. Al2O3能與所有的酸堿溶液反應(yīng)
D. 氧化鋁坩堝不可以用于熔融NaOH
4. 下列關(guān)于Al2O3的說法正確的是(????)
A. Al2O3也可以通過分解反應(yīng)制得
B. Al2O3加熱分解為鋁和氧氣
C. Al2O3結(jié)構(gòu)致密,所以可用鋁制容器盛鹽酸和NaOH溶液等
D. 擦去表面氧化膜的鋁條,在酒精燈上灼燒時,熔化的鋁滴落下來
5. 化學與生活密切相關(guān)。下列化學事實敘述錯誤的是(????)
A. 鋁是地殼中儲量最豐富的金屬,其價格也比鐵的價格低
B. 鐵不能與冷、熱水反應(yīng),但能與水蒸氣反應(yīng)
C. 碳酸鈉和碳酸氫鈉之所以可作食用堿或工業(yè)用堿,是因其溶液都顯堿性
D. 鋁在高溫時可以燃燒,而氧化鋁卻可以作優(yōu)良的耐火材料
6. 有關(guān)鋁的用途是利用鋁的化學性質(zhì)的是(????)
A. 高壓鋁鍋 B. 焊接鋼軌 C. 鋁制導(dǎo)線 D. 包裝鋁箔
7. 有a?g、b?g兩份鋁粉,分別置于足量的NaOH溶液和鹽酸中,在相同條件下,收集到H2的體積相同。下列有關(guān)敘述一定正確的是(????)
A. a=b
B. a>b
C. c(NaOH)=c(HCl)
D. 消耗的n(NaOH)與消耗的n(HCl)相等
8. 等物質(zhì)的量的Na和Al兩種金屬加入足量水中,生成26.88?L(標準狀況下)的氣體,則下列描述錯誤的是(????)
A. 金屬Na無剩余 B. 金屬Al有剩余
C. 所得溶液中溶質(zhì)為NaAlO2 D. Na的物質(zhì)的量是0.6?mol
9. a、b、c、X是中學化學中常見的四種物質(zhì),且a、b、c中含有同一種元素,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是(????)
A. 若a、b、c均為廚房中常用的物質(zhì),則構(gòu)成c中的陽離子半徑小于其陰離子半徑
B. 若a為一種氣態(tài)氫化物,X為O2,則a分子中可能含有10個或18個電子
C. 若b為一種兩性氫氧化物,則X可能是強酸,也可能是強堿
D. 若a為固態(tài)非金屬單質(zhì),X為O2,則O元素與a所含元素的原子序數(shù)之差可能為8
10. 工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料,提取時操作過程如圖所示,圖中操作錯誤的是。(????)
A. ④⑤ B. ③④ C. ②⑤ D. ①②
11. 以Al2O3為原料制取氫氧化鋁,最好的方法是。(????)
A. 將Al2O3溶于水
B. 將Al2O3先溶于鹽酸中,之后滴加氫氧化鈉溶液
C. 將Al2O3先溶于鹽酸中,之后滴加氨水
D. 將Al2O3先溶于NaOH溶液中,之后滴加鹽酸
12. 將4.6?g?Na和2.?7?g?Al同時加入足量的水中充分反應(yīng),將反應(yīng)后的溶液稀釋、定容為500?mL.下列說法中正確的是(????)
A. 反應(yīng)中放出的氣體在標準狀況下的體積為2.24?L
B. 參加反應(yīng)的水的質(zhì)量與加入Al的質(zhì)量相等
C. 所得溶液中Na+和Al3+的物質(zhì)的量之比為2∶1
D. 所得溶液中陽離子和陰離子的物質(zhì)的量之比為1∶1
13. 一定質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的NaOH溶液中,完全反應(yīng)后產(chǎn)生3.36L(標準狀況下)氣體;用同樣質(zhì)量的鋁鐵合金完全溶于足量的鹽酸中,在標準狀況下產(chǎn)生5.6L的氣體,則該合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比為(????)
A. 1:1 B. 2:5 C. 3:2 D. 3:5
14. 下列有關(guān)鋁及其化合物的說法正確的是 (????)
A. 可用NaOH溶液除去Fe2O3中的Al2O3
B. 鋁表面有氧化膜保護,鋁鍋可以長時間盛放酸堿性溶液
C. 氯化鋁溶液與NaOH溶液互滴現(xiàn)象完全相同
D. 實驗室常用NaOH溶液和AlCl3溶液制備Al(OH)3
二、填空題
15. 鋁(熔點660?℃)是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3(熔點2?045?℃)和冰晶石(Na3AlF6,六氟合鋁酸鈉)混合熔融后電解制得?;卮鹣铝袉栴}:
(1)冶金工業(yè)上常用金屬鋁作還原劑冶煉釩、鉻、錳,鋁與V2O5在高溫下反應(yīng)的化學方程式為_______________________________。
(2)將打磨過的鋁片在酒精燈火焰上加熱,可觀察到鋁熔化而不滴落,原因是____________________;鋁是活潑金屬,但打磨過的鋁片投入沸水中不易觀察到有氣泡產(chǎn)生。若將鋁片用飽和Hg(NO3)2溶液浸泡數(shù)分鐘,取出后迅速洗凈,可制得俗稱“鋁汞齊”的鋁汞合金。鋁汞齊露置在空氣中,表面會快速生長出蓬松的白毛(Al2O3)。若將新制的鋁汞齊放入水中,可迅速反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,該反應(yīng)的化學方程式為____________________________;鋁汞齊的化學性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是_________________________;
(3)飲用水中的NO?3-對人體健康會產(chǎn)生危害。為了降低飲用水中NO?3-的濃度,有研究人員建議在堿性條件下用鋁粉將NO?3-還原為N2,該反應(yīng)的離子方程式為____________________。
(4)將0.1?mol·L-1AlCl3溶液和10%?NH4F溶液等體積混合,充分反應(yīng)后滴加氨水,無沉淀析出。則AlCl3與NH4F反應(yīng)的化學方程式為_____________________________。
16. 稱取一定質(zhì)量的鎂鋁合金樣品放入500?mL稀硫酸中,固體全部溶解并放出氣體,待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。回答下列問題:
(1)合金中Al的質(zhì)量為__________。
(2)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為__________。
(3)稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為__________。
三、流程題
17. KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如圖所示。
請回答下列問題:
(1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用__________(填序號)。
A.HCl溶液?B.H2SO4溶液?C.氨水?D.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。
(3)沉淀B的化學式為_______________。
(4)由沉淀B生成KAl(SO4)2的化學方程式為________________________________________。
(5)向30?mL?1?mol·L-1的KAl(SO4)2溶液中逐漸加入濃度為4?mol·L-1的NaOH溶液,若產(chǎn)生0.78?g白色沉淀,則加入的NaOH溶液的體積可能為_________。
(6)寫出明礬在其他方面的應(yīng)用________________________。
四、實驗題
18. 某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al,此外還含有少量Al2O3和Fe2O3,為探索工業(yè)廢料的再利用,某化學興趣小組設(shè)計了如實驗流程,用該工廠的合金廢料制取氯化鋁、綠礬晶體(FeSO4·7H2O)和膽礬晶體。
請回答:
⑴寫出步驟Ⅰ反應(yīng)的離子方程式:_______________________。
⑵試劑X是______________;D是______________。
⑶在步驟Ⅱ時,用如圖裝置制取CO2并通入溶液A中。一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀會逐漸減少。為避免固體C減少,可采取的改進措施是_____________。
⑷由固體F制取硫酸銅溶液,通常有兩種方案:
方案一:將固體F在加熱條件下與濃硫酸反應(yīng);
方案二:將固體F投入熱的稀硫酸中,然后通入氧氣;
方法一的缺點為:_________________________________________________。
19. 合金已成為飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究小組的同學,為測定某含鎂6%~9%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鋁的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白。
【方案一】
(1)稱取8.1g鋁鎂合金粉末樣品,溶于VmL?3.0mol·L-1?NaOH溶液中,充分反應(yīng)。則V________(填范圍)。
(2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體,測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。
【方案二】
將5.88g鋁鎂合金與足量稀硫酸反應(yīng),測定生成氣體的體積。
(3)同學們擬選用圖甲實驗裝置完成實驗:
①你認為最簡易的裝置的連接順序是A接,接,接(填接口字母,可不填滿)。(????)
②實驗結(jié)束時,在測量實驗中生成氫氣的體積時,你認為合理的是_________(填序號)。
A.待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)
B.上下移動量筒H,使其中液面與廣口瓶中液面相平
C.上下移動量筒K,使其中液面與廣口瓶中液面相平
D.視線與凹液面的最低點相切,讀取量筒中水的體積
(4)仔細分析實驗裝置后,同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差:稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會將瓶內(nèi)空氣排出,使所測氫氣體積偏大;實驗結(jié)束時,連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置。
①裝置中導(dǎo)管a的作用是_______________________________________________________。
②實驗后測得生成的氫氣在標準狀況下的體積為7.168L,則鋁的質(zhì)量分數(shù)為________。(精確到0.01%)
五、簡答題
20. (1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素,畫出鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。在酒精燈的火焰上灼燒鋁片,可觀察到鋁熔化但不滴落,說明鋁的熔點比較____________(高、低),外層氧化鋁薄膜是_____________________(疏松、致密)的。
(2)畫雙線橋,請標出變價元素化合價、電子得失及轉(zhuǎn)移數(shù)目,并回答下列問題:? ?2Na ?+ ?2H2O ?=?2?NaOH? +?H2↑
①還原劑是_____________,被____________(氧化、還原)。? ?
②當有2molNa反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移________?mol電子,生成H2_________?L(標準狀態(tài)下)。
答案和解析
1.【答案】B?
【解析】A.鋁及其表面的氧化膜(氧化鋁)都可以與NaOH反應(yīng),所以鋁制儀器不能用于盛放燒堿?,故A錯誤;
B.鋁及其表面的氧化膜(氧化鋁)與熱水很難反應(yīng),所以可用鋁制儀器燒煮開水,故B正確;
C.鋁制品表面有一層致密的氧化薄膜,可以起到保護作用,若用金屬絲擦表面的污垢,會破壞保護膜,故C錯誤;
D.鋁及其表面的氧化膜(氧化鋁)都可以與堿性溶液反應(yīng),所以鋁制儀器不能用堿液洗滌污垢,故D錯誤。
故選B。?
2.【答案】D?
【解析】將鋁箔用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱,鋁和氧氣反應(yīng)生成了氧化鋁,又因三氧化二鋁的熔點高于鋁的熔點,而三氧化二鋁在鋁的表面,所以加熱鋁箔的時候鋁熔化了但是不會滴落。
故選D。??
3.【答案】D?
【解析】A.Al2O3難溶于水,不跟水反應(yīng),但它是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物,故A錯誤;
B.Al2O3是兩性氧化物,故B錯誤;
C.Al2O3和強酸、強堿反應(yīng),與弱堿、酸性較弱的酸如碳酸等不反應(yīng),故C錯誤;
D.Al2O3可跟強酸、強堿溶液反應(yīng),故氧化鋁坩堝不可以用于熔融NaOH,故 D正確。
故選D。??
4.【答案】A?
【解析】A.氫氧化鋁在加熱條件下分解生成Al2O3,故A正確;
B.熔融的Al2O3電解分解產(chǎn)生鋁和氧氣,故B錯誤;
C.Al2O3和Al既能與鹽酸又能與NaOH溶液反應(yīng),所以不可用鋁制容器盛鹽酸和NaOH溶液,故C錯誤;
D.鋁條在酒精燈上灼燒時生成氧化鋁,因Al2O3的熔點很高,所以熔化的鋁滴不會落下來,故D錯誤。??
5.【答案】A?
【解析】A.鋁是地殼中儲量最豐富的金屬,但鋁的價格比鐵貴,主要原因是金屬的冶煉過程較為復(fù)雜,故A錯誤;
B.鐵不能與冷、熱水反應(yīng),但鐵在高溫條件下能與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,故B正確;
C.碳酸鈉和碳酸氫鈉之所以可作食用堿或工業(yè)用堿,是因其溶液都顯堿性,故C正確;
D.鋁在高溫時可以燃燒,而氧化鋁卻可以作優(yōu)良的耐火材料,故D正確;
故選A。??
6.【答案】B?
【解析】A.高壓鋁鍋,利用的是鋁的導(dǎo)熱性,屬于物理性質(zhì),故A不選;
B.焊接鋼軌是利用鋁的強還原性,鋁與氧化鐵反應(yīng)生成單質(zhì)鐵,屬于化學性質(zhì),故B選;
C.鋁制導(dǎo)線,導(dǎo)電過程是自由電子的移動,沒有新物質(zhì)生成,利用的是鋁的物理性質(zhì),故C不選;
D.包裝鋁箔是利用鋁的延展性,沒有新物質(zhì)生成,屬于物理性質(zhì),故D不選;
故選B。??
7.【答案】A?
【解析】依據(jù)得失電子守恒知a=b,A項正確,B項錯誤;因酸、堿均是足量的,且體積未知,故無法確定酸、堿的濃度,c(NaOH)和c(HCl)可能相等,也可能不相等,C項錯誤;由2Al+6H+2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑知消耗酸、堿的物質(zhì)的量不相等,D項錯誤。
8.【答案】B?
【解析】Na能與冷水反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Al能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,Na和Al物質(zhì)的量相等,兩種金屬恰好完全反應(yīng),設(shè)Na和Al的物質(zhì)的量均為x,根據(jù)信息得出x2+3x2=26.88L/(22.4?L·mol-1),x=0.6?mol。Na能與冷水發(fā)生反應(yīng),且水是足量的,即Na無剩余,A正確。0.6?mol?Na與水反應(yīng),產(chǎn)生0.6?mol?NaOH,0.6?mol?Al恰好與0.6?mol?NaOH反應(yīng),Al無剩余,B錯誤。由上述分析知,所得溶液中溶質(zhì)為NaAlO2,C正確。由上述分析知,n(Na)=0.6?mol,D正確。
9.【答案】D?
【解析】若a、b、c均為廚房中常用的物質(zhì),則a為Na2CO3,X為鹽酸,b為NaHCO3,c為NaCl,Na+的半徑小于Cl-的半徑,A項正確。若a為H2S,則b為S,C為SO2,H2S中有18個電子;若a為CH4,則b為CO,C為CO2,CH4中有10個電子,B項正確。若b為一種兩性氫氧化物,則b為Al(OH)3,X是強酸時,c中含有Al3+,a中含有AlO2-;X為強堿時,c中含有AlO2-,A中含有Al3+,C項正確。若a為C,X為O2,b為CO,c為CO2,C和O的原子序數(shù)相差2;若a為S,X為O2,b為SO2,S與O2反應(yīng)不能直接生成SO3,滿足轉(zhuǎn)化條件的物質(zhì)原子序數(shù)不滿足要求,滿足原子序數(shù)要求的物質(zhì)不滿足轉(zhuǎn)化條件,D項錯誤。
10.【答案】A?
【解析】由流程圖可知,反應(yīng)③得到的濾液為NaAlO2溶液,加入過量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀,應(yīng)通入過量CO2,操作④錯誤;Al(OH)3在常溫干燥條件下不發(fā)生分解,故操作⑤需要加熱,⑤錯誤。
11.【答案】C?
【解析】Al2O3不溶于水,A項不能制得Al(OH)3;B、C、D三項中的方法均能制得Al(OH)3,但B項中加入NaOH與D項中加入鹽酸的量不好控制,過量后均能使Al(OH)3溶解,而C項中加人的氨水不能使Al(OH)3溶解,是制取Al(OH)3的最好方法。
12.【答案】D?
【解析】4.6?g鈉的物質(zhì)的量為4.6g23g/mol=0.2mol,2.7gAl的物質(zhì)的量為2.7g27g/mol=0.1mol.?
Na和水反應(yīng):2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0.2mol?0.2mol?0.2mol?0.1mol ? ? ? ?生成n(NaOH)=0.2mol,
NaOH和Al反應(yīng):2?Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑?????????????????????
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0.1mol?0.1mol?0.1mol?0.1mol??0.15mol???
NaOH過量,Al完全反應(yīng),反應(yīng)后的溶質(zhì)為0.1molNaAlO2、0.1molNaOH,
A.因鈉與水反應(yīng)和鋁與堿反應(yīng)都放出氣體,氣體在標準狀況下的體積為22.4L/mol×0.25mol=5.6L,故A錯誤;
B.因反應(yīng)共消耗水0.3mol,質(zhì)量為5.4g,Al的物質(zhì)的量為0.1mol,質(zhì)量為2.7g,故B錯誤;???
C.因反應(yīng)后溶液中含有0.1molNaAlO2、0.1molNaOH,沒有Al3+,故C錯誤;
D.因反應(yīng)后溶液中含有0.1molNaAlO2、0.1molNaOH,陽離子和陰離子的物質(zhì)的量之比為1:1,故D正確。
故選D。
13.【答案】A?
【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中,鋁和氫氧化鈉反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,產(chǎn)生氣體氫氣3.36L(標準狀況),其物質(zhì)的量=3.36L22.4L/mol=0.15mol,由方程式可知n(Al)=23n(H2)=0.15mol×23=0.1mol,同樣質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的鹽酸中,F(xiàn)e、Al都反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,Al與足量的氫氧化鈉溶液、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積相等,則Fe反應(yīng)生成氫氣體積=5.6L-3.36L=2.24L,其物質(zhì)的量=2.24L22.4L/mol=0.1mol,根據(jù)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知,n(Fe)=n(H2)=0.1mol,故合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比=0.1mol:0.1mol=1:1,故A正確。
故選:A。
14.【答案】A?
【解析】A.氧化鋁是兩性氧化物和酸、堿都可以發(fā)生反應(yīng),而Fe2O3不與NaOH溶液反應(yīng),所以可用NaOH溶液除去Fe2O3中的Al2O3,故A正確;
B.鋁及其氧化膜都能和酸、堿反應(yīng),所以鋁鍋不可以長時間盛放酸、堿性溶液,故B錯誤;
C.向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液,先生成沉淀,氫氧化鈉過量時沉淀溶解,但向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液,先沒有沉淀生成,現(xiàn)象不同,故C錯誤;
D.氫氧化鋁能溶于強堿強酸溶液,所以不能用可溶性鋁鹽和NaOH制取氫氧化鋁,應(yīng)該用氨水,故D錯誤。??
15.【答案】(1)10Al+3V2O55Al2O3+6V
(2)鋁表面很快形成致密氧化膜,其熔點高于鋁;2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑;其表面不易形成致密的氧化膜(合理即可)
(3)10Al+6NO?3-+4OH-=3N2↑+10AlO?2-+2H2O
(4)AlCl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl?
【解析】 (1)金屬鋁作還原劑化合價升高生成Al2O3,V2O5作氧化劑化合價降低生成V,相關(guān)反應(yīng)方程式為10Al+3V2O55Al2O3+6V。
(2)Al2O3的熔點高于金屬鋁,所以鋁熔化而不滴落;金屬鋁與水發(fā)生置換反應(yīng):2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑;單質(zhì)鋁的化學性質(zhì)活潑,會與O2迅速反應(yīng)生成Al2O3致密氧化膜,阻礙Al與H2O發(fā)生反應(yīng),當制成鋁汞齊后,Al與O2反應(yīng)生成蓬松的Al2O3,此時將其放入水中,Al與H2O接觸發(fā)生反應(yīng)生成H2。
(3)金屬鋁作還原劑在堿性條件下生成AlO?2-,硝酸根離子作氧化劑被還原為N2,再根據(jù)氧化還原方程式配平原則配平離子方程式。
(4)加入氨水后,無沉淀生成,說明溶液中不存在Al3+,依據(jù)元素守恒和冰晶石的化學式,可寫出反應(yīng)的化學方程式。??
16.【答案】(1)5.4?g?
(2)4.0?mol/L?
(3)0.8?mol/L?
【解析】 (1)鎂鋁合金樣品放入500?mL稀硫酸中,固體全部溶解生成鎂離子、鋁離子,再向所得溶液中加入NaOH溶液,由圖象分析可知,OA段沒有沉淀生成,說明硫酸過量,BC段沉淀部分消失,BC段發(fā)生的反應(yīng)為,由鋁元素守恒得:n(Al)=n[Al(OH)3]=(0.35-0.15)mol=0.2?mol,m(Al)=0.2?mol×27?g/mol=5.4?g。
(2)BC段消耗NaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)=n[Al(OH)3]=(250-200)×10-3?L×c(NaOH)=0.2?mol,則c(NaOH)=4.0?mol/L。
(3)B點時,所得沉淀是氫氧化鎂和氫氧化鋁,溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉,此時V(NaOH)=200?mL,n(NaOH)=0.2?L×4.0?mol/L=0.8?mol,則n(H2SO4)=n(SO42-)=n(Na+)/2=n(NaOH)/2=0.4mol,c(H2SO4)=0.4?mol/0.5?L=0.8?mol/L。??
17.【答案】(1)D;
(2)2Al?+?2OH-+2H2O=2AlO?2-+3H2↑;
(3)Al(OH)3;
(4)2Al(OH)3?+?3H2SO4?+?K2SO4?=?2KAl(SO4)2+?6H2O;
(5)7.5mL和 27.5mL;
(6)凈水劑(或膨化劑、藥物等)。?
【解析】易拉罐的主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì),可選擇濃NaOH溶解,得到偏鋁酸鈉溶液,并通過過濾除去Fe、Mg等雜質(zhì),濾液中加入NH4HCO3溶液后,AlO2-生成Al(OH)3沉淀,過濾后將沉淀溶解在稀硫酸中,得到硫酸鋁溶液,添加K2SO4溶液后蒸發(fā)濃縮并冷卻結(jié)晶得到晶體明礬;
(1)根據(jù)鋁能溶解在強酸和強堿性溶液,而鐵和鎂只能溶解在強酸性溶液中的性質(zhì)差異,可選擇NaOH溶液溶解易拉罐,可除去含有的鐵、鎂等雜質(zhì);
故答案為:D;
(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al?+?2OH-+2H2O=2AlO?2-+3H2↑;
故答案為:2Al?+?2OH-+2H2O=2AlO?2-+3H2↑;
(3)濾液中加入NH4HCO3溶液后生成沉淀,根據(jù)反應(yīng)前后元素守恒,沉淀中含有鋁元素,只能是Al(OH)3,
故答案為:Al(OH)3;
(4)由以上分析沉淀B為Al(OH)3,加入稀硫酸和 K2SO4作為反應(yīng)物,化學方程式為:
2Al(OH)3?+?3H2SO4?+?K2SO4?=?2KAl(SO4)2+?6?H2O;
故答案為:2Al(OH)3?+?3H2SO4?+?K2SO4?=?2KAl(SO4)2+?6?H2O;
(5)現(xiàn)KAl(SO4)2的物質(zhì)的量為30×10-3L×1mol·L-1=0.03mol,完全生成Al(OH)3沉淀時,沉淀質(zhì)量應(yīng)為2.34g,現(xiàn)沉淀質(zhì)量為0.78g,說明有兩種情況:一為沉淀不完全,只生成Al(OH)3沉淀;另一種情況為沉淀部分溶解,既生成Al(OH)3沉淀,又生成NaAlO2,n(Al(OH)3)=0.78g78g/mol=0.01mol,若堿不足,由Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知,NaOH的物質(zhì)的量為0.01mol×3=0.03mol,加入NaOH溶液的體積為0.03mol4mol·L-1=0.0075L,即7.5mL;若沉淀部分溶解,既生成Al(OH)3沉淀,又生成NaAlO2,則
? Al3+??+? ?3OH-=? ?Al(OH)3↓
0.03mol?0.09mol? ? ?0.03mol
?Al(OH)3+? OH-=? AlO2-+? 2H2O
(0.03-0.01)mol? (0.03-0.01)mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.09mol+(0.03-0.01)mol=0.11mol,加入NaOH溶液的體積為0.11mol4mol/L=0.0275L,即27.5mL;
故答案為:7.5mL或27.5mL;
(6)明礬可以作凈水劑或膨化劑、藥物等,
故答案為:凈水劑(或膨化劑、藥物)。??
18.【答案】(1)?2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
(2)稀硫酸(或稀H2SO4)?;NaHCO3溶液;
(3)在a、b中間加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶,除去HCl;
(4)產(chǎn)生污染氣體二氧化硫且原料硫酸的利用率較低。?
【解析】Fe、Cu、Fe2O3都不與NaOH溶液反應(yīng),Al和Al2O3可與NaOH溶液反應(yīng),所得溶液A為NaAlO2溶液,與足量二氧化碳發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,反應(yīng)可生成固體C為Al(OH)3,生成的Al(OH)3再和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3溶液,最后得到無水AlCl3,溶液D為NaHCO3溶液;
固體B為Fe、Cu、Fe2O3的混合物,加入足量稀硫酸,得到的溶液E主要含F(xiàn)eSO4,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到綠礬,固體F為Cu,制取硫酸銅溶液,再制備膽礬,以此解答。
(1)步驟Ⅰ涉及Al、Al2O3與氫氧化鈉溶液的反應(yīng),離子方程式:?2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
(2)由以上分析可知X為稀硫酸(或稀H2SO4),溶液D為NaHCO3溶液;
(3)一段時間后,觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少,其原因是二氧化碳氣體中含有從鹽酸中揮發(fā)出的HCl氣體,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O溶解了部分沉淀,為了避免固體C減少,可在裝置a和b之間增加一個盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶,除去二氧化碳中的氯化氫;
(4)方案一的缺點是濃硫酸和銅在加熱條件下生成二氧化硫會污染環(huán)境且原料硫酸的利用率較低。??
19.【答案】(1)≥94
(2)偏低
(3)①C;B;F;②ABD
(4)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等,打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下;滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差;②91.84%?
【解析】 (1)8.1g合金中含鋁量最多為8.1g×94%÷(27g·mol-1)=0.282mol,而鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故消耗NaOH的物質(zhì)的量與Al的物質(zhì)的量相等,由0.282mol÷(3.0mol·L-1)×1000mL·L-1=94mL知,若要Al完全溶解,則V≥94。
(2)未洗滌固體,則部分偏鋁酸鹽附著在固體上,導(dǎo)致剩余固體質(zhì)量偏大,測得鋁的質(zhì)量分數(shù)偏低。
(3)①合金與酸反應(yīng)制備的氫氣無需干燥,可直接通過排出的水的體積來測量產(chǎn)生的氫氣的體積,排水量氣時,由于水的密度較大,應(yīng)短管進氣、長管出水,同時反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高,應(yīng)選擇圖中量筒H,故裝置的正確連接順序是A→C→B→F。
②反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高,故應(yīng)冷卻后再進行讀取氫氣的體積;讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒H,使其中液面與廣口瓶中液面相平,視線與凹液面的最低點相切,讀取量筒中水的體積;故ABD合理;
(4)①裝置中導(dǎo)管a有兩方面的作用:使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等,打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下;滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差;
②設(shè)合金中鋁為a?g,則有:ag27g?mol-1×32+5.88g-ag24g?mol-1=7.168L22.4L?mol-1,解得a=5.4,故合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為5.4g5.88g×100%≈91.84%。??
20.【答案】(1);低;致密;
(2);
①?Na;氧化;
②2;22.4。?
【解析】 (1)鋁是13號元素,原子結(jié)構(gòu)示意圖為:;在酒精燈的火焰上灼燒鋁片,可觀察到鋁熔化但不滴落,熔化說明鋁的熔點比較低,不滴落是因為Al的表面有一層高熔點的致密的氧化膜。故答案為:;低;致密;
(2)2Na+2H2O?=2NaOH?+H2↑的反應(yīng)中,Na元素的化合價由0價升高到-1價,失去電子,做還原劑;水中H元素的化合價由+1價降低為H2中的0價,得到電子,水作氧化劑;用雙線橋表示為:;
①還原劑是Na,被氧化;
②Na元素的化合價由0價升高到-1價,當有2molNa反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移2mol電子,生成1molH2,標準狀態(tài)下體積為22.4L。
故答案為:;
①?Na;氧化;
②2;22.4。??
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