Question

【题目】铝及化合物有极其重要的用途。

(一)铝的广泛应用

(1)铝是很活泼的金属，但用铝制作的炊具却耐腐蚀，其原因是________________________。使用铝制炊具会使人体摄入过量的“铝”，导致记忆力减退等许多不良症状。这里的“铝”是指_____________。

A. 单质 B. 元素 C. 原子 D. 分子

(2)铝的化学性质比较活泼，还能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(化学式为NaAlO2)和一种可燃性气体，写出该反应的化学方程式________________________。

(二)硫酸铝铵晶体制取的探究

硫酸铝铵是一种用途广泛的含铝化合物。以某铝土矿(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3杂质)为原料制硫酸铝铵晶体（(NH4)aAlb(SO4)c·xH2O）的流程如下：

(3)有关上述流程的说法正确的是______。

a.“有序除杂、提纯”中有先加过量稀盐酸再过滤，该做法的目的是除去SiO2

b. 稀硫酸过量的目的只是保证Al2O3溶解完全

(三)硫酸铝铵晶体分解的定性探究

硫酸铝铵热分解可得到纳米氧化铝。兴趣小组设计实验探究硫酸铝铵晶体受热分解的产物。

(4)甲组同学设计了如图1所示实验装置：

① 实验中，装置B中观察到的现象是_________________。

② 装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有______(写化学式)。

(5)乙组同学认为硫酸铝铵晶体受热分解的产物中还有SO2、SO3和N2。为进行验证，用甲组实验中的装置A和上图2所示装置连接进行实验。观察到装置E中______，证明了有SO3生成；而F装置中_____________、H最终没有胀大，表明没有SO2和N2生成。

(四)硫酸铝铵晶体成分的定量探究

(6)为确定硫酸铝铵晶体的组成，进行如下实验：

（实验1）称取45.3g样品与足量氯化钡溶液充分反应，生成白色沉淀46.6g。

（实验2）称取45.3g样品在空气中持续加热，测定剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示。

①固体H是T1℃刚好完全失去结晶水的产物，则结晶水的个数x＝_____________。

②T3℃时固体M的化学式_____________。

③请写出T2℃→T4℃段发生反应的总化学方程式：________________________。

Answer 1

【答案】 表面形成致密而结实的氧化膜 B 2NaOH + 2Al + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑ a 变蓝色 NH3 产生白色沉淀 不褪色或无现象 12 Al2(SO4)3 2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑ + H2O ↑ + 2NH3 ↑

【解析】(一) (1)铝是很活泼的金属，但用铝制作的炊具却耐腐蚀，其原因是常温下，铝和空气中的氧气缓慢反应生成致密的氧化铝保护膜，阻止铝的进一步锈蚀；使用铝制炊具会使人体摄入过量的“铝”，导致记忆力减退等许多不良症状。这里的“铝”是指元素； (2)据质量守恒定律可知反应前后元素的种类不变，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(化学式为NaAlO2)和可燃性气体(氢气)，该反应的化学方程式2NaOH + 2Al + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑；(二)(3) a.二氧化硅和盐酸不反应。“有序除杂、提纯”中有先加过量稀盐酸再过滤，该做法的目的是除去SiO2，正确b. 稀硫酸过量的目的是保证Al2O3、氧化铁都溶解完全，错误；(三) (4) ① 硫酸铜和水结合生成蓝色的硫酸铜晶体，实验中，装置B中观察到的现象是白色固体变蓝，证明有水生成；②氨气溶于水产生氨水，显碱性，能使无色酚酞试液变红， 装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有氨气：NH3；(5)三氧化硫和水反应生成硫酸，硫酸和氯化钡反应生成不溶于酸的硫酸钡沉淀。观察到装置E中产生白色沉淀，证明了有SO3生成；二氧化硫有还原性，能使高锰酸钾褪色，而F装置中高锰酸钾溶液没有褪色，H最终没有胀大，表明没有SO2和N2生成；(四)【实验2】化学式中原子（或原子团）的个数比为最简整数比。①固体H是T1℃刚好完全失去结晶水的产物，(45.3-23.7)÷18=1.2，则结晶水的个数x=12；②硫酸铝的相对分子质量是342，由T3℃时固体M的质量是17.1g,可推知M为硫酸铝，化学式为Al2(SO4)3；③ 由题中信息可知，T2℃时，硫酸铝铵晶体失去结晶水，成为硫酸铝铵，硫酸铝铵分解的最终产物是氧化铝、氨气、三氧化硫、水，T2℃→T4℃段发生反应的总化学方程式：2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑+ H2O ↑ + 2NH3 ↑ 。