
一.選擇題(共20小題)
1.針對下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表述不正確的是( ?。?br />
A.用同一針筒先后抽取80 mL氯氣、20mL水,振蕩,氣體完全溶解,溶液變?yōu)辄S綠色
B.在表面皿中加入少量膽礬,再加入3mL濃硫酸,攪拌,固體由藍(lán)色變白色
C.向二氧化硫水溶液中滴加氯化鋇溶液,再滴加雙氧水,產(chǎn)生白色沉淀
D.將點(diǎn)燃后的鎂條伸入充滿二氧化碳的集氣瓶,鎂條劇烈燃燒,有白色、黑色固體生成
2.下列說法正確的是( ?。?br />
A.鎂帶燃燒可以用CO2滅火
B.單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料,常用于制造光導(dǎo)纖維
C.Cl2能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,是因?yàn)镃l2的氧化性
D.金屬鈉可保存在煤油中
3.由H2SO4、Al2O3、NaOH、Mg、Cl2兩兩之間進(jìn)行反應(yīng),可制得的正鹽有( ?。?br />
A.5種 B.6種 C.7種 D.8種
4.Mg在CO2中燃燒生成MgO和C,下列說法正確的是( )
A.碳只存在金剛石和石墨兩種同素異形體
B.Mg、MgO中微粒的半徑:r(O2﹣)>r(Mg2+)>r(Mg)
C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性
D.相同質(zhì)量的鎂在足量的CO2和O2中完全燃燒,固體質(zhì)量增重相等
5.下列物質(zhì)能實(shí)現(xiàn)“MPQM”轉(zhuǎn)化關(guān)系的是( ?。?br />
A.Al B.FeO C.NaHCO3 D.NH3
6.鋁、鐵兩種金屬粉末混合物,加入過量的鹽酸溶液,過濾后向?yàn)V液中加入過量的燒堿溶液,再過濾,濾液中大量存在的離子有( )
A.Fe3+ B.AlO2﹣ C.Al3+ D.Fe2+
7.某古玩愛好者收藏的“商代鋁碗”在“鑒寶”時被專家當(dāng)場否定,其理由是( ?。?br />
A.鋁的導(dǎo)熱性較強(qiáng),不易做碗
B.鋁的質(zhì)地較軟,易變形,不易做碗
C.鋁元素易導(dǎo)致老年癡呆,不易盛放食物
D.鋁的性質(zhì)較活潑,難提煉,商代不可能有鋁制品
8.下列反應(yīng)中,反應(yīng)后固體物質(zhì)質(zhì)量不變的是( ?。?br />
A.氫氣通過灼熱的CuO粉末
B.二氧化碳通過Na2O2粉末
C.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)
D.將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液
9.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述不正確的是( )
A.Na2O2與CO2反應(yīng)生成O2
B.鐵片投入到冷的濃硫酸中,發(fā)生鈍化
C.NH4Cl溶液中滴加酚酞溶液,溶液變紅
D.AlCl3溶液中加入足量氨水,生成Al(OH)3
10.下列說法正確的是( ?。?br />
A.泡沫滅火器中的Al2(SO4)3溶液貯存在鋼筒內(nèi)
B.乙醇和雙氧水都可用于消毒,二者消毒原理相同
C.太陽能電池板的材料是二氧化硅
D.工業(yè)生產(chǎn)玻璃、水泥、漂白粉,均需要用石灰石作原料
11.向明礬溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,當(dāng)SO42﹣全部沉淀時,鋁元素的主要存在形式為( ?。?br />
A.Al3+ B.AlO2﹣
C.Al(OH)3 D.Al(OH)3、AlO2﹣
12.在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是( ?。?br />
A.NaClO(aq)HClO(aq)Cl2(g)
B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C.Fe(s)Fe2O3(s)FeCl3(aq)
D.N2(g)NO(g)HNO3(aq)
13.探究氫氧化鋁的兩性,最適宜的試劑是( ?。?br />
A.AlCl3、氨水、稀鹽酸
B.Al2O3、氨水、稀鹽酸
C.Al、NaOH溶液、稀鹽酸
D.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸
14.下列物質(zhì)屬于兩性氧化物的是( ?。?br />
A.Al(OH)3 B.Fe2O3 C.Al2O3 D.Al
15.我國有著悠久的“玉文化”,古代精美絕倫的玉器,其工藝之精湛,至今為人們所嘆服。據(jù)研究,古代是以精選的河砂作為磨料對玉石進(jìn)行加工的。唐代詩人白居易留下了“試玉要燒三日滿,辨材須待七年期”的名句。下列有關(guān)“玉”的說法正確的是( ?。?br />
A.玉的主要成分是氧化鋁 B.玉的硬度比河砂的大
C.玉的熔點(diǎn)較高 D.玉是金剛砂
16.鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某冷卻劑中冷卻,下列可作為冷卻劑的是( ?。?br />
①空氣 ②O2③Ar ④H2⑤N2⑥H2O.
A.①② B.③④ C.③⑥ D.③⑤
17.鋁制品不易被腐蝕,其主要原因是因?yàn)殇X( ?。?br />
A.化學(xué)性質(zhì)不活潑 B.熔點(diǎn)高
C.表面有致密氧化膜 D.密度小
18.下列反應(yīng)都能得到Al(OH)3,其中最適宜用于實(shí)驗(yàn)室制取Al(OH)3的是( ?。?br />
A.鋁和水反應(yīng) B.硫酸鋁和氨水反應(yīng)
C.硫酸鋁和氫氧化鈉反應(yīng) D.硫酸鋁和碳酸氫鈉反應(yīng)
19.探究氫氧化鋁的兩性,最適宜的試劑是( )
A.Al、NaOH溶液、稀鹽酸
B.Al2O3、氨水、稀鹽酸
C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸
D.AlCl3溶液、氨水、稀鹽酸
20.有些物質(zhì)既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),下列物質(zhì)不具有此類性質(zhì)的是( ?。?br />
A.NaHCO3 B.(NH4)2CO3 C.Al D.AlCl3
二.填空題(共2小題)
21.鋁是一種重要的金屬,在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途,如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程:
已知:(1)鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì);
(2)溶液中的Na2SiO3與Na[Al(OH)4]與反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,化學(xué)反應(yīng)方程式為:
2Na2SiO3+2Na[Al(OH)4]═2Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列問題:
(1)寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液后,該步操作中主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: ??; ?。?br />
(2)濾渣A的主要成分為 ;濾渣A的用途是(只寫一種) .
22.(1)鋁可將水中的NO3﹣轉(zhuǎn)化為N2,從而消除污染.該反應(yīng)中涉及的粒子有:H2O、Al、AlO2﹣、Al(OH)3、NO3﹣、N2,請將這些粒子中除NO3﹣以外的粒子填入以下空格內(nèi)(要配平)
NO3﹣+ + → + +
該反應(yīng)過程中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為 .
(2)常溫下,將一定質(zhì)量的鈉鋁合金置于水中,合金全部溶解,得到20mL pH=14的溶液,然后用2mol/L鹽酸滴定,沉淀質(zhì)量與消耗鹽酸的體積關(guān)系如圖,則反應(yīng)過程中產(chǎn)生氫氣的總體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).
三.解答題(共3小題)
23.鎂是一種重要的金屬資源,在各領(lǐng)域都具有重要的作用。
(1)皮江法煉鎂是我國生產(chǎn)鎂的重要方法,其實(shí)質(zhì)是在高溫和真空條件下,有氧化鈣存在時,通過硅還原氧化鎂生成鎂蒸氣,與反應(yīng)生成的固體硅酸二鈣(2CaO?SiO2)相互分離,并經(jīng)冷凝得到結(jié)晶鎂。寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式 。
電解槽中先得到的是鎂的蒸氣,鎂蒸氣可以在下列 ?。ㄌ罹幪枺怏w氛圍中冷卻。
A.空氣 B.氮?dú)? C.水蒸氣 D.氫氣
(2)目前發(fā)達(dá)國家80%的鎂來自于電解熔融氯化鎂。電解原料無水氯化鎂可由海水制備。主要有以下步驟:①在干燥的HCl氣流中加熱脫水干燥;②加熟石灰;③加鹽酸;④過濾;⑤濃縮冷卻結(jié)晶。
其步驟先后順序是 ?。ú襟E可重復(fù)使用);在干燥的HCl氣流中加熱時,能得到無水MgCl2,其原因是 。
(3)已知某溫度下Mg(OH)2的Ksp=6.4×l0﹣12,當(dāng)溶液中c(Mg2+)≤1.0×10﹣5mol?L﹣1可視為沉淀完全,則此溫度下應(yīng)保持溶液中c(OH﹣)≥ mol?L﹣1。
(4)在Mg(OH)2懸濁液中滴入飽和NH4Cl溶液,溶液變澄清。反應(yīng)原因可能有兩個:一是NH4+水解產(chǎn)生H+,H+再與Mg(OH)2反應(yīng);二是 ?。ㄓ秒x子方程式表示)。
要驗(yàn)證誰是Mg(OH)2溶解的主要原因,可選取 代替NH4Cl溶液作對照實(shí)驗(yàn)。
A.NH4NO3 B.(NH4)2SO4 C.CH3COONH4 D.NH4HCO3
(5)鎂電池是近年來科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一,如圖為Mg﹣NaClO燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖。其工作時Mg作 (填“X”或“Y”)電極,正極的電極反應(yīng)式: 。
24.鋁及其化合物在日常生活、工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用.
(1)鋁原子核外有 種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子,有 種能量不同的電子.
(2)氮化鋁具有強(qiáng)度高,耐磨,抗腐蝕,熔點(diǎn)可達(dá)2200℃.推測氮化鋁是 晶體,試比較組成該物質(zhì)的兩微粒半徑大小 .
(3)可用鋁和氧化鋇反應(yīng)可制備金屬鋇:2Al+4BaO3Ba↑+BaO?Al2O3的主要原因是 (選填編號).
a.Al活潑性大于Ba b.Ba沸點(diǎn)比Al的低 c.BaO?Al2O3比Al2O3穩(wěn)定
(4)氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式為: ,滴入少量鹽酸,上述體系中Al3+濃度 ?。ㄌ睢霸黾印?、“減少”或“不變”).
(5)工業(yè)上用氫氧化鋁、氫氟酸和碳酸鈉制取冰晶石(Na3AlF6).其反應(yīng)物中有兩種元素在周期表中位置相鄰,可比較它們金屬性或非金屬性強(qiáng)弱的是 (選填編號).
a.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 b.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸(堿)性
c.單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易 d.單質(zhì)與同濃度酸發(fā)生反應(yīng)的快慢
(6)冰晶石可做電解氧化鋁的助熔劑,此反應(yīng)中若有0.6mol電子轉(zhuǎn)移,則在 極可得金屬鋁的質(zhì)量為 克.工業(yè)上不用電解氯化鋁而是用電解氧化鋁的方法獲得鋁單質(zhì)的原因 ?。?br />
25.鋁是一種輕金屬,被稱為金屬界的“萬金油”,應(yīng)用范圍極為廣闊。含鋁的化合物如氧化鋁、氫氧化鋁等在工業(yè)上用途十分廣泛。
完成下列填空:
(1)鋁是活潑金屬,在干燥空氣中鋁的表面立即形成厚約5 nm的致密氧化膜,寫出除去氧化膜的一種方法 (用方程式表示)。
(2)氫氧化鋁是用量最大、應(yīng)用最廣的無機(jī)阻燃添加劑,解釋氫氧化鋁能做阻燃劑的原因 ?。ㄓ梅匠淌秸f明);寫出Al(OH)3的電離方程式 。
(3)明礬(KAl(SO4)2?12H2O)的水溶液呈 性(選填“酸”、“堿”或“中”),溶液中離子
濃度大小順序?yàn)椤? 。將明礬溶液與小蘇打溶液混合會產(chǎn)生白色沉淀和氣體,請用平衡移動原理解釋該現(xiàn)象
(4)碳熱還原氯化法從鋁土礦中煉鋁具有步驟簡單、原料利用率高等優(yōu)點(diǎn),其原理如下:
Ⅰ. Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)?3AlCl(g)+3CO(g)﹣1486 kJ
Ⅱ. 3AlCl(g)?2Al(l)+AlCl3(g)+140 kJ
①寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K= ,升高溫度,K ?。ㄌ钤龃蟆p小、不變)。
②寫出反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡狀態(tài)的一個標(biāo)志 ?。?br />
結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行分析,AlCl3在煉鋁過程中的作用可以看作 。
③將1mol氧化鋁與3mol焦炭的混合物加入2L反應(yīng)容器中,加入2mol AlCl3氣體,在高溫下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ.若5min后氣體總質(zhì)量增加了27.6g,則AlCl的化學(xué)反應(yīng)速率為 mol/(L?min)。
鋁及其化合物
參考答案與試題解析
一.選擇題(共20小題)
1.【分析】A.一般情況下,每1體積水可溶解2體積Cl2 ,氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和HClO;
B.濃硫酸加到膽礬上,藍(lán)色晶體變成白色粉末,濃硫酸體現(xiàn)吸水性;
C.雙氧水氧化+4價的硫,硫酸鋇為白色沉淀;
D.鎂條在二氧化碳中燃燒,生成氧化鎂和碳。
【解答】解:A.用同一針筒先后抽取80 mL氯氣、20mL水,振蕩,氯氣與水反應(yīng):Cl2+H2O?H++Cl﹣+HClO,1體積水可溶解2體積Cl2 ,所以氣體不能完全溶解,故A錯誤;
B.濃硫酸具有吸水性,膽礬遇到濃硫酸失去結(jié)晶水,藍(lán)色晶體變?yōu)榘咨勰?,故B正確;
C.向二氧化硫水溶液中滴加氯化鋇溶液,無現(xiàn)象,再滴加雙氧水,二氧化硫被氧化成硫酸,硫酸與氯化鋇生成白色的硫酸鋇沉淀,故C正確;
D.鎂條在二氧化碳中燃燒,生成白色固體氧化鎂和黑色固體顆粒碳,故D正確;
故選:A。
2.【分析】A、鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和單質(zhì)碳;
B、光導(dǎo)纖維的成份是二氧化硅;
C、Cl2能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,是生成的次氯酸的漂白性;
D、根據(jù)金屬鈉的性質(zhì)來分析其保存方法.
【解答】解:A、鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和單質(zhì)碳,所以鎂帶燃燒不能用CO2滅火,故A錯誤;
B、光導(dǎo)纖維的成份是二氧化硅,而不是硅,故B錯誤;
C、Cl2能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,是生成的次氯酸的漂白性,而不是氯氣的強(qiáng)氧化性,故C錯誤;
D、鈉的性質(zhì)很活潑,極易和空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鈉,所以應(yīng)密封保存;鈉的密度小于煤油的密度,且和煤油不反應(yīng),所以金屬鈉通常保存在煤油里,故D正確;
故選:D。
3.【分析】利用所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)知識結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)的發(fā)生條件,對所給物質(zhì)進(jìn)行兩兩組合找到反應(yīng)的個數(shù)即可解決問題.
【解答】解:從五種物質(zhì)中任意選出兩種反應(yīng),一一分析即可:
H2SO4與Al2O3反應(yīng)生成正鹽Al2(SO4)3;
H2SO4與NaOH反應(yīng)生成正鹽Na2SO4;
H2SO4與Mg反應(yīng)生成正鹽MgSO4;
Al2O3與NaOH反應(yīng)生成正鹽NaAlO2;
NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaCl和NaClO都是正鹽;
Mg與Cl2反應(yīng)生成正鹽MgCl2,
只有這5種組合符合題意,
故選:C。
4.【分析】A.碳有金剛石、石墨、足球烯等多種同素異形體;
B.電子層越多半徑越多,電子層相同的,質(zhì)子數(shù)越多,半徑越?。?br />
C.同一氧化還原反應(yīng)中,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性;
D.鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳.
【解答】解:A.碳有金剛石、石墨、足球烯等多種同素異形體,故A錯誤;
B.Mg、MgO中微粒的半徑:r(Mg)>r(O2﹣)>r(Mg2+),故B錯誤;
C.同一氧化還原反應(yīng)中,還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性,該反應(yīng)中Mg是還原劑、C是還原產(chǎn)物,所以Mg的還原性大于C,故C正確;
D.相同質(zhì)量的鎂在足量的CO2和O2中完全燃燒,在二氧化碳中燃燒時固體質(zhì)量增重的多與在氧氣中燃燒增重,故D錯誤;
故選:C。
5.【分析】A、鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁,氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉受熱不分解;
B、氧化亞鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵,氫氧化鐵受熱分解生成氧化鐵;
C、碳酸氫鈉鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳與過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉;
D、氨氣與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨,氫氧化銨與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成一水合氨,一水合氨受熱分解生成氨氣;
【解答】解:A、鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁,氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉受熱不分解,所以不符合“MPQM”轉(zhuǎn)化,故A錯誤;
B、氧化亞鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵,氫氧化鐵受熱分解生成氧化鐵,得不到原氧化亞鐵,故B錯誤;
C、碳酸氫鈉鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳與過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉,碳酸鈉受熱不分解,故C錯誤;
D、氨氣與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨,氫氧化銨與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成一水合氨,一水合氨受熱分解生成氨氣,符合“MPQM”轉(zhuǎn)化,故D正確;
故選:D。
6.【分析】在金屬活動順序表中,排在氫前面的金屬能和非強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)生成氫氣,金屬鋁、鐵能溶于鹽酸,過濾后向?yàn)V液中加入過量燒堿溶液,亞鐵離子能和燒堿反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵沉淀,鋁離子和過量的燒堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽,據(jù)此分析解答。
【解答】解:在金屬活動順序表中,排在氫前面的金屬能和非強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)生成氫氣,金屬鋁、鐵粉末混合物,加入過量鹽酸,金屬鋁、鐵能溶于鹽酸,發(fā)生的離子反應(yīng)有:Fe+2H+=H2↑+Fe2+、2Al+6H+=3H2↑+2Al3+,過濾,濾液為氯化亞鐵、氯化鋁、鹽酸,過濾后向?yàn)V液中加入過量燒堿溶液,過量的氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水,亞鐵離子成為氫氧化亞鐵沉淀,最終轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,鋁離子變成偏鋁酸根離子,發(fā)生的離子反應(yīng)有:H++OH﹣=H2O、Fe2++2OH﹣=Fe(OH)2↓、氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,所以再過濾,濾液中存在的離子有AlO2﹣、Na+;
故選:B。
7.【分析】鋁性質(zhì)活潑,工業(yè)冶煉一般用電解法,熱還原法不能冶煉,以此解答該題.
【解答】解:由于鋁性質(zhì)活潑,熱還原法不能冶煉,一般用電解氧化鋁的方法冶煉,商代不可能冶煉出鋁,與物理性質(zhì)無關(guān),只有D正確。
故選:D。
8.【分析】A.氫氣與CuO的反應(yīng)生成Cu和水;
B.二氧化碳與過氧化鈉的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣;
C.Al與Fe2O3反應(yīng)生成Al2O3和Fe;
D.Zn與Cu(NO3)2反應(yīng)生成Zn(NO3)2和Cu.
【解答】解:A.氫氣與CuO的反應(yīng)生成Cu和水,反應(yīng)前固體為CuO,反應(yīng)后固體為Cu,固體質(zhì)量減小,故A錯誤;
B.二氧化碳與過氧化鈉的反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,反應(yīng)前固體為過氧化鈉,反應(yīng)后固體為碳酸鈉,二者物質(zhì)的量相同,固體質(zhì)量增加,故B錯誤;
C.Al與Fe2O3反應(yīng)生成Al2O3和Fe,反應(yīng)前固體為氧化鐵、Al,反應(yīng)后固體為氧化鋁、Fe,均為固體,固體質(zhì)量不變,故C正確;
D.Zn與Cu(NO3)2反應(yīng)生成Zn(NO3)2和Cu,反應(yīng)前固體為Zn,反應(yīng)后固體為Cu,二者物質(zhì)的量相同,則固體質(zhì)量減小,故D錯誤;
故選:C。
9.【分析】A.Na2O2與CO2反應(yīng)碳酸鈉和O2;
B.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能把鐵氧化為氧化鐵;
C.NH4Cl在溶液中水解顯酸性;
D.AlCl3與堿溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁。
【解答】解:A.Na2O2是常見的供氧劑,Na2O2與CO2反應(yīng)碳酸鈉和O2,故A正確;
B.濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能把鐵氧化為氧化鐵,所以鐵片投入到冷的濃硫酸中,鐵表面生成致密的氧化膜,即發(fā)生了鈍化,故B正確;
C.NH4Cl在溶液中水解顯酸性,酚酞遇到酸性溶液不變色,故C錯誤;
D.AlCl3與堿溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁不溶于弱堿溶液,所以AlCl3溶液中加入足量氨水,生成Al(OH)3,故D正確。
故選:C。
10.【分析】A.泡沫滅火器中Al2(SO4)3的鋁離子水解生成氫離子能與鐵反應(yīng);
B.乙醇不具有強(qiáng)的氧化性,雙氧水具有氧化性;
C.硅是良好的半導(dǎo)體材料,二氧化硅為絕緣體;
D.制玻璃的原料:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等;制水泥的原料:石灰石和黏土;制漂白粉的原料:用石灰石可以制得氧化鈣進(jìn)而得到消石灰,用氯氣與消石灰反應(yīng)得到漂白粉。
【解答】解:A.泡沫滅火器中Al2(SO4)3的鋁離子水解生成氫離子能與鐵反應(yīng),與水解有關(guān),故A錯誤;
B.乙醇和雙氧水都可用于消毒,乙醇是蛋白質(zhì)變性,雙氧水是利用強(qiáng)氧化性,二者消毒原理不相同,故B錯誤;
C.硅是良好的半導(dǎo)體材料,是制造太陽能電池的材料,故C錯誤;
D.制玻璃的原料:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等;制水泥的原料:石灰石和黏土;制漂白粉的原料:用石灰石可以制得氧化鈣進(jìn)而得到消石灰,用氯氣與消石灰反應(yīng)得到漂白粉,因此工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥、漂白粉,均需要用石灰石為原料,故D正確;
故選:D。
11.【分析】明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2?12H2O,設(shè)明礬為1mol,則溶液中含有1molAl3+,2molSO42﹣,根據(jù)反應(yīng):SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓,Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O判斷。
【解答】解:明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2?12H2O,設(shè)明礬為1mol,則溶液中含有1molAl3+,2molSO42﹣,由反應(yīng)SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓可知,使SO42﹣全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀,需要2molBa(OH)2,則加入4molOH﹣,則發(fā)生Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,所以最后溶液中存在AlO2﹣;
故選:B。
12.【分析】A.HClO分解生成氧氣和HCl;
B.Al與NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀;
C.Fe與水蒸氣高溫反應(yīng)生成四氧化三鐵;
D.NO與水不反應(yīng)。
【解答】解:A.NaClO溶液中通入二氧化碳生成HClO,HClO分解生成氧氣和HCl,不生成氯氣,故A錯誤;
B.Al與NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀,物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn),故B正確;
C.Fe與水蒸氣高溫反應(yīng)生成四氧化三鐵,不生成氧化鐵,不能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,故C錯誤;
D.氮?dú)馀c氧氣放電生成NO,NO與水不反應(yīng),不能轉(zhuǎn)化為硝酸,不能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,故D錯誤。
故選:B。
13.【分析】既能與酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氫氧化物屬于兩性氫氧化物,但氫氧化鋁只能溶于堿中的強(qiáng)堿,據(jù)此分析。
【解答】解:由于氫氧化鋁只能溶于堿中的強(qiáng)堿,故探究氫氧化鋁的兩性,不能用氨水,故AB均錯誤;
可溶性的鋁鹽Al2(SO4)3溶液與少量NaOH溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,繼續(xù)加過量的氫氧化鈉,氫氧化鋁沉淀會溶解,氫氧化鋁沉淀中加鹽酸沉淀溶解;
所以探究氫氧化鋁的兩性,最適宜的試劑是Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸,故D正確。
故選:D。
14.【分析】兩性氧化物指即能與酸反應(yīng),又能與堿作用生成鹽和水的化合物,據(jù)此判斷解答。
【解答】解:A.氫氧化鋁不是氧化物,不屬于兩性氧化物,故A錯誤;
B.Fe2O3與堿不反應(yīng),不屬于兩性氧化物,故B錯誤;
C.氧化鋁與酸和堿反應(yīng),都生成鹽和水,屬于兩性氧化物,故C正確;
D.鋁和酸堿反應(yīng),是金屬單質(zhì)不是兩性氧化物,故D錯誤;
故選:C。
15.【分析】玉的成分是硅酸鹽,玉的硬度比河砂小,金剛砂的成分是碳化硅,“試玉要燒三日滿”的意思是檢驗(yàn)“玉”的真假要燒滿三日,說明“玉”的熔點(diǎn)較高,據(jù)此分析解答。
【解答】解:A.玉有軟玉和硬玉兩種,軟玉和硬玉的成分都是硅酸鹽,不是氧化鋁,故A錯誤;
B.河砂的成分是石英,石英成分為二氧化硅,為原子晶體,具有較大的硬度,玉的成分是硅酸鹽,玉石可以用河砂作磨料進(jìn)行琢磨,河砂的硬度比玉大,故B錯誤;
C.“試玉要燒三日滿”的意思是檢驗(yàn)“玉”的真假要燒滿三日,說明“玉”的熔點(diǎn)較高,故C正確;
D.金剛砂是人工制成的碳化硅,玉的成分是硅酸鹽,故D錯誤;
故選:C。
16.【分析】空氣里邊的二氧化碳,會和鎂反應(yīng)生成碳和氧化鎂;二氧化碳會和鎂反應(yīng)生成碳和氧化鎂;氧氣會氧化鎂單質(zhì),氮?dú)鈺玩V反應(yīng)生成氮化鎂.
【解答】解:由2Mg+O2=2MgO、3Mg+N2=Mg3N2、2Mg+CO2=2MgO+C,水做冷卻劑時鎂粉也能和水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂,能與Mg反應(yīng)的物質(zhì)不能作冷卻劑,所以可以用氬氣和氫氣作冷卻氣體。
故選:B。
17.【分析】氧化鋁屬于致密的氧化物薄膜,能阻止鋁進(jìn)一步被氧化,據(jù)此分析解答。
【解答】解:鋁屬于親氧元素,鋁極易和空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而阻止鋁進(jìn)一步被氧化,鋁不易被腐蝕與鋁的熔點(diǎn)、密度、金屬活動性強(qiáng)弱無關(guān),故選:C。
18.【分析】A.氧化鋁與水不反應(yīng);
B.硫酸鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁與過量的氨水不反應(yīng);
C.硫酸鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁與過量的氫氧化鈉反應(yīng);
D.硫酸鋁和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳。
【解答】解:A.氧化鋁與水不反應(yīng),不能制備氫氧化鋁沉淀,故A不選;
B.硫酸鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁與過量的氨水不反應(yīng),所以能用硫酸鋁和氨水反應(yīng)制備氫氧化鋁沉淀,故B選;
C.硫酸鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁與過量的氫氧化鈉反應(yīng),沉淀會溶解,所以不能用硫酸鋁和氫氧化鈉反應(yīng)制備氫氧化鋁沉淀,故C不選;
D.硫酸鋁和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳,該反應(yīng)非常劇烈,產(chǎn)生大量氣體,不能用于制備氫氧化鋁沉淀,故D不選。
故選:B。
19.【分析】既能與酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氫氧化物屬于兩性氫氧化物,據(jù)此分析。
【解答】解:可溶性的鋁鹽Al2(SO4)3溶液與少量NaOH溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,繼續(xù)加過量的氫氧化鈉,氫氧化鋁沉淀會溶解,氫氧化鋁沉淀中加鹽酸沉淀溶解;
所以探究氫氧化鋁的兩性,最適宜的試劑是Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸;故C正確。
故選:C。
20.【分析】常見的既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)主要有:①兩性物質(zhì):Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白質(zhì)等;②多元弱酸的酸式鹽:NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等;③弱酸的銨鹽及其酸式鹽:(NH4)2S、NH4HS、(NH4)2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4等;④某些具有兩性的金屬:Zn、Al等,據(jù)此解答。
【解答】解:A.NaHCO3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水、二氧化碳,與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,故A不選;
B.(NH4)2CO3鹽酸反應(yīng)生成氯化銨和水、二氧化碳,與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉、氨氣和水,故B不選;
C.Al與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣,與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,故C不選;
D.AlCl3與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁或偏鋁酸鹽,與強(qiáng)酸不反應(yīng),故D選;
故選:D。
二.填空題(共2小題)
21.【分析】(1)氧化鋁屬于兩性氧化物,能和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水,二氧化硅屬于酸性氧化物,能和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉和水;
(2)鋁土礦的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3,氧化鋁、二氧化硅都能和NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的鈉鹽,氧化鐵不反應(yīng),Na2SiO3與Na[Al(OH)4]與反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,據(jù)此判斷濾渣成分,濾渣中含有鐵元素、Si元素,據(jù)此判斷其用途.
【解答】解:(1)氧化鋁屬于兩性氧化物,能和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水,離子方程式為Al2O3+2OH﹣+3H2O=2[Al(OH)4]﹣,二氧化硅屬于酸性氧化物,能和強(qiáng)堿NaOH反應(yīng)生成硅酸鈉和水,離子方程式為SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O,
故答案為:Al2O3+2OH﹣+3H2O=2[Al(OH)4]﹣;SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O;
(2)鋁土礦的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3,氧化鋁、二氧化硅都能和NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的鈉鹽,氧化鐵不反應(yīng)且不溶于水,Na2SiO3與Na[Al(OH)4]與反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,所以濾渣成分為Fe2O3、Na2Al2Si2O8,濾渣中含有鐵元素、Si元素,所以濾渣可以作煉鐵的原料或生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的原料,
故答案為:Fe2O3、Na2Al2Si2O8;煉鐵的原料(或生產(chǎn)硅酸鹽產(chǎn)品的原料).
22.【分析】(1)反應(yīng)中NO3﹣→N2,N元素化合價由+5價降低為0價,共降低10價,Al→Al(OH)3,Al元素化合價由0價升高為+3價,共升高3價,根據(jù)電荷守恒可知AlO2﹣是生成物,由H元素守恒可知H2O是反應(yīng)物,化合價升降最小公倍數(shù)為30,故N2系數(shù)為3,Al系數(shù)為10,根據(jù)電荷守恒、元素守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù);
根據(jù)方程式判斷被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比;
(2)由圖可知加入鹽酸不與立刻生成沉淀,說明鹽酸先中和氫氧化鈉,故合金全部溶解所得溶液為氫氧化鈉與偏鋁酸鈉混合溶液,溶液中n(Na+)=n(OH﹣)+n(AlO2﹣),當(dāng)加入鹽酸30mL時,沉淀量最大,此時溶液為氯化鈉溶液,根據(jù)氯元素守恒有n(NaCl)=n(HCl),根據(jù)鈉元素守恒有n(NaCl)=n(Na)=n(Na+),PH=14的溶液中c(OH﹣)=1mol/L,計(jì)算n(AlO2﹣),n(Al)=n(AlO2﹣),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n(H2),再根據(jù)V=nVm計(jì)算氫氣體積.
【解答】解:(1)反應(yīng)中NO3﹣→N2,N元素化合價由+5價降低為0價,共降低10價,Al→Al(OH)3,Al元素化合價由0價升高為+3價,共升高3價,根據(jù)電荷守恒可知AlO2﹣是生成物,由H元素守恒可知H2O是反應(yīng)物,化合價升降最小公倍數(shù)為30,故N2系數(shù)為3,Al系數(shù)為10,根據(jù)N元素守恒可知NO3﹣系數(shù)為6,由電荷守恒可知AlO2﹣的系數(shù)為6,根據(jù)Al原子守恒可知Al(OH)3系數(shù)為4,根據(jù)H元素守恒可知H2O系數(shù)為6,配平后離子方程式為6NO3﹣+10Al+6H2O=6AlO2﹣+4Al(OH)3+3N2,由方程式可知被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比10:6=5:3.
故答案為:6;10;Al;6;H2O;6;AlO2﹣;4;Al(OH)3;3;N2;5:3;
(2)由圖可知加入鹽酸不與立刻生成沉淀,說明鹽酸先中和氫氧化鈉,故合金全部溶解所得溶液為氫氧化鈉與偏鋁酸鈉混合溶液,溶液中n(Na+)=n(OH﹣)+n(AlO2﹣),當(dāng)加入鹽酸30mL時,沉淀量最大,此時溶液為氯化鈉溶液,根據(jù)氯元素守恒有n(NaCl)=n(HCl)=0.03L×2mol/L=0.06mol,根據(jù)鈉元素守恒有n(NaCl)=n(Na)=n(Na+)=0.06mol,PH=14的溶液中c(OH﹣)=1mol/L,n(OH﹣)=0.02L×1mol/L=0.02mol,所以n(AlO2﹣)=0.06mol﹣0.02mol=0.04mol,所以n(Al)=n(AlO2﹣)=0.04mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒n(H2)×2=n(Na)×1+n(Al)×3,2n(H2)=0.06mol+0.04mol×3=0.18mol,故n(H2)=0.09mol,V(H2)=0.09mol×22.4L/mol=2.016L.
故答案為:2.016.
三.解答題(共3小題)
23.【分析】(1)根據(jù)題干信息可知,反應(yīng)物為Si、MgO、CaO,生成物為2CaO?SiO2、Mg,根據(jù)原子守恒書寫方程式;電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣,應(yīng)避免鎂再被氧化;
(2)先生成氫氧化鎂,氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂,易除去氯化鈉等雜質(zhì),據(jù)此選擇步驟先后順序;MgCl2 易水解,為防止MgCl2水解的水解,在干燥的HCl氣流中加熱;
(3)依據(jù)沉淀溶解平衡存在的溶度積常數(shù)Ksp=c(Mg2+)×c2(OH﹣)計(jì)算得到;
(4)加入氯化銨在溶液中水解顯酸性,可以溶解氫氧化鎂沉淀,氫氧化鎂為二元弱堿,部分電離出氫氧根離子和銨根離子結(jié)合生成更弱的一元弱堿一水合氨;驗(yàn)證誰是Mg(OH)2溶解的主要原因,選擇呈中性的CH3COONH4;
(5)原電池工作時,陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動,由陰離子移動方向可知Y為負(fù)極,X為正極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)書寫。
【解答】解:(1)根據(jù)題干信息可知,反應(yīng)物為Si、MgO、CaO,硅還原MgO生成硅單質(zhì),生成物為2CaO?SiO2、Mg,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:Si+2MgO+2CaO=2CaO?SiO2+2Mg,電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣,應(yīng)避免鎂再被氧化,A.空氣中的氧氣能氧化鎂,故A錯誤; B.氮?dú)夂玩V能生成氮化鎂,故B錯誤; C.水蒸氣和鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂,故C錯誤; D.氫氣可防止鎂被氧化,故D正確;
故答案為:Si+2MgO+2CaO=2CaO?SiO2+2Mg;D;
(2)因海水中MgCl2的濃度較小,所以要經(jīng)過富集這一過程:先加熟石灰形成沉淀:MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2+CaCl2,然后將沉淀過濾,接著將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2:Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O,這樣就實(shí)現(xiàn)了MgCl2富集,將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鎂晶體(MgCl2?6H2O)(這步是為了得到純凈的MgCl2),又因MgCl2 易水解,為防止MgCl2水解的水解,加熱六水合氯化鎂晶體必須在HCl氛圍下中進(jìn)行:MgCl2?6H2OMgCl2 +6H2O,所以步驟為:②④③⑤④①,在干燥的HCl氣流中加熱,HCl抑制MgCl2的水解
故答案為:②④③⑤④①;HCl抑制MgCl2的水解;
(3)Mg(OH)2的Ksp=6.4×10﹣12,當(dāng)溶液中c(Mg2+)≤1.0×10﹣5mol?L﹣1可視為沉淀完全,則Ksp=c(Mg2+)×c2(OH﹣)=6.4×10﹣12 ,c(OH﹣)≥8×10﹣4mol/L,
故答案為:8×10﹣4;
(4)加入NH4Cl,溶解后因其能水解顯酸性,NH4Cl+H2O?NH3?H2O+HCl,水解生成的鹽酸會溶解氫氧化鎂,從而又會造成Mg(OH)2沉淀的溶解,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,另一原因可能是氫氧化鎂為二元弱堿,部分電離出氫氧根離子和銨根離子結(jié)合生成更弱的一元弱堿一水合氨,Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++2NH3?H2O,所以在Mg(OH)2懸濁液中滴入飽和NH4Cl溶液,溶液變澄清,硝酸銨、硫酸銨和氯化銨相似,只有銨根離子的水解,而碳酸氫銨溶液呈堿性,只有醋酸銨呈中性并且含有銨根,要驗(yàn)證誰是Mg(OH)2溶解的主要原因,可選取醋酸銨,
故答案為:Mg(OH)2(s)+2NH4+=Mg2++2NH3?H2O; C;
(5)Mg容易失去電子,OH﹣在燃料電池中移向流出電子的負(fù)極,故Mg作Y電極,鎂失去2個電子變?yōu)殒V離子,鎂離子與氫氧根離子結(jié)合為氫氧化鎂沉淀,OH﹣被消耗,
其工作時正極是ClO﹣得電子發(fā)生還原反應(yīng)的反應(yīng),所以正極的電極反應(yīng)式為:ClO﹣+2e﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣;總反應(yīng)為:Mg+ClO﹣+H2O═Mg(OH)2+Cl﹣。
故答案為:Y; ClO﹣+2e﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣。
24.【分析】(1)鋁是13號元素,核外電子有13個,每一個電子的運(yùn)動狀態(tài)都不同,核外電子排布式為1s22s22p63s23p1 ;有1s、2s、2p、3s、3p能級;
(2)原子晶體,硬度大、熔點(diǎn)高,粒子的電子層越多,粒子的半徑越大;
(3)常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱,該反應(yīng)是利用Ba的沸點(diǎn)比Al的低;
(4)根據(jù)Al(OH)3的酸式電離;根據(jù)Al(OH)3的堿式電離平衡以及外界條件對電離平衡的影響;
(5)根據(jù)反應(yīng)物中的元素可知,氧、氟元素位置相鄰,則利用非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法來解答;
(6)電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)在陰極析出;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算Al的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算Al的質(zhì)量;氯化鋁為共價化合物,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電.
【解答】解:(1)鋁是13號元素,核外電子有13個,每一個電子的運(yùn)動狀態(tài)都不同,核外電子排布式為1s22s22p63s23p1 ,有5個能級,5種能量不同的電子,
故答案為:13;5;
(2)原子晶體硬度大,熔沸點(diǎn)高,根據(jù)氮化硅的物理性質(zhì):它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可知屬于原子晶體,Al元素原子核外電子數(shù)為13,有3個電子層,N元素原子核外電子數(shù)為7,有2個電子層,電子層越多半徑越大,所以微粒半徑大小Al>N,
故答案為:原子;Al>N;
(3)利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金屬活潑性:Al<Ba;但Al在高溫下可將氧化鋇中鋇置換出來,原因是Ba的沸點(diǎn)低于鋁,高溫時Ba轉(zhuǎn)化為氣體脫離反應(yīng)體系,使反應(yīng)正向進(jìn)行,
故答案為:b;
(4)Al(OH)3的酸式電離:Al(OH)3?H++AlO2﹣+H2O,同時還存在堿式電離:Al(OH)3?Al3++3OH﹣,加入鹽酸,與OH﹣反應(yīng),堿式電離平衡正向移動,Al3+濃度增加,
故答案為:Al(OH)3?H++AlO2﹣+H2O;增加;
(5)該反應(yīng)中的物質(zhì)含有的元素有Al、O、H、F、Na、C,只有O、F元素相鄰,因F的非金屬性最強(qiáng),則沒有正價,也就沒有最高價氧化物對應(yīng)水化物,它們也不與酸反應(yīng),但可以利用氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性和單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易來判斷O、F非金屬性的強(qiáng)弱,
故答案為:ac;
(6)電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng),而鋁離子發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)在陰極析出;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,析出Al的物質(zhì)的量為=0.2mol,故析出Al的質(zhì)量為0.2mol×27g/mol=5.4g,因?yàn)槁然X為共價化合物,屬于分子晶體,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電,故不能被電解;而氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電,
故答案為:陰;5.4;因?yàn)槁然X為共價化合物,屬于分子晶體,晶體中不存在離子,熔融時不能導(dǎo)電,故不能被電解;而氧化鋁為離子化合物,熔融狀態(tài)可以導(dǎo)電.
25.【分析】(1)氧化鋁是兩性氧化物,能溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液;
(2)氫氧化鋁分解吸收熱量生成高熔點(diǎn)的氧化鋁,氫氧化鋁是兩性氫氧化物存在酸式電離和堿式電離;
(3)明礬(KAl(SO4)2?12H2O)的水溶液中鋁離子水解溶液顯酸性,將明礬溶液與小蘇打溶液混合會產(chǎn)生白色沉淀和氣體是碳酸氫根離子和鋁離子發(fā)生的雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳?xì)怏w;
(4)①平衡常數(shù)K=生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積,Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)?3AlCl(g)+3CO(g)﹣1486 kJ,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫平衡正向進(jìn)行;
②反應(yīng)Ⅱ達(dá)到平衡狀態(tài)的一個標(biāo)志需要說明正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)前后氣體體積變化分析;
③Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)?3AlCl(g)+3CO(g)﹣1486 kJ,反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增加138g,若5min后氣體總質(zhì)量增加了27.6g,計(jì)算得到生成的AlCl,則AlCl的化學(xué)反應(yīng)速率=。
【解答】解:(1)氧化鋁是兩性氧化物,能溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液,溶于強(qiáng)酸的化學(xué)方程式為:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,
故答案為:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;
(2)氫氧化鋁是用量最大、應(yīng)用最廣的無機(jī)阻燃添加劑,氫氧化鋁能做阻燃劑的原因是氫氧化鋁分解吸收熱量生成了高熔點(diǎn)的氧化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Al(OH)3Al2O3+3H2O,Al(OH)3的電離存在酸式電離和堿式電離,電離方程式為:Al3++3OH﹣?Al(OH)3?H++AlO2﹣+H2O,
故答案為:2Al(OH)3Al2O3+3H2O;Al3++3OH﹣?Al(OH)3?H++AlO2﹣+H2O;
(3)明礬(KAl(SO4)2?12H2O)的水溶液中鋁離子水解溶液顯酸性,溶液中離子濃度大小為:[SO42﹣]>[K+]>[Al3+]>[H+]>[OH﹣],將明礬溶液與小蘇打溶液混合會產(chǎn)生白色沉淀和氣體是:鋁離子水解呈酸性,Al3++H2O?Al(OH)3+3H+,碳酸氫根水解呈堿性,HCO3﹣+H2O?H2CO3+OH﹣,兩者水解相互促進(jìn),平衡向右進(jìn)行,因此出現(xiàn)沉淀與氣體,
故答案為:酸;[SO42﹣]>[K+]>[Al3+]>[H+]>[OH﹣];鋁離子水解呈酸性,Al3++H2O?Al(OH)3+3H+,碳酸氫根水解呈堿性,HCO3﹣+H2O?H2CO3+OH﹣,兩者水解相互促進(jìn),平衡向右進(jìn)行,因此出現(xiàn)沉淀與氣體;
(4)①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)?3AlCl(g)+3CO(g)﹣1486 kJ,平衡常數(shù)K=,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫平衡正向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大,
故答案為:;增大;
②3AlCl(g)?2Al(l)+AlCl3(g)+140 kJ,反應(yīng)前后氣體體積變化,當(dāng)壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),結(jié)合反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行分析,AlCl3在煉鋁過程中參與反應(yīng)過程,最后又生成,起到的作用可以看作催化劑作用,
故答案為:壓強(qiáng)不變;催化劑;
③Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)?3AlCl(g)+3CO(g)﹣1486 kJ,生成3molAlCl反應(yīng)前后氣體質(zhì)量增加138g,若5min后氣體總質(zhì)量增加了27.6g,計(jì)算得到生成的AlCl物質(zhì)的量==0.6mol,則AlCl的化學(xué)反應(yīng)速率==0.06mol/(L?min),
故答案為:0.06。
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