题目内容

3．（Ⅰ）地壳中含量第一金属元素构成的单质A与化合物B（分子量为232）发生置换反应，产物为黑色固体C和另一单质D，单质D与水蒸气在高温下可得到B．则
（1）写出构成金属单质A的元素在周期表中的位置为第三周期ⅢA族．
（2）写出D与水蒸气反应的化学方程式3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
（Ⅱ）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（3）物质X的化学式为CO2．“碱溶”时反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（4）为加快“酸浸”时的速率，可采取的措施有增大盐酸的浓度、升高反应温度、减小煤矸石颗粒大小、充分搅拌等等．（填两种即可）
（5）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4．为了获得更多产品Al（OH）3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作的实验方案是加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到沉淀．

分析 （Ⅰ）地壳中含量第一金属元素构成的单质A与化合物B（分子量为232）发生置换反应，产物为黑色固体C和另一单质D，单质D与水蒸气在高温下可得到B，则A为Al，B为Fe3O4，C为Al2O3，D为Fe，据此答题；
（Ⅱ）含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；则过滤的溶液为氯化铁和氯化铝的溶液，加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以再加入氢氧化钠，只要氢氧化铝溶解反应为：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝．

解答 解：（Ⅰ）地壳中含量第一金属元素构成的单质A与化合物B（分子量为232）发生置换反应，产物为黑色固体C和另一单质D，单质D与水蒸气在高温下可得到B，则A为Al，B为Fe3O4，C为Fe，D为Al2O3，
（1）A为Al，A的元素在周期表中的位置为第三周期ⅢA族，
故答案为：第三周期ⅢA族；
（2）D为Fe，D与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，
故答案为：3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；
（Ⅱ）含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为：Al2O3+6H+═2Al3++3H2O；Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O；则过滤的溶液为氯化铁和氯化铝的溶液，加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀，所以再加入氢氧化钠，只要氢氧化铝溶解反应为：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝；
（3）氯化铝和氯化铁水解都生成盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳，所以物质X是二氧化碳，氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性偏铝酸钠，离子反应方程式为：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：CO2；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）根据影响反应速率的因素可知，为加快“酸浸”时的速率，可采取的措施有增大盐酸的浓度、升高反应温度、减小煤矸石颗粒大小、充分搅拌等，
故答案为：增大盐酸的浓度、升高反应温度、减小煤矸石颗粒大小、充分搅拌等；
（5）Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4，要使铁离子完全沉淀而铝离子不沉淀，则溶液的PH应该为3.2，过滤氢氧化铝沉淀时调节溶液pH为5.4，以使氢氧化铝完全沉淀，
故答案为：加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到沉淀．

点评 本题以工艺流程为载体考查了溶解平衡原理、物质间的反应、除杂等知识点，这种题型是高考常考题型，综合性较强，涉及知识面较广，用教材基础知识采用知识迁移的方法分析解答，难度不大．

练习册系列答案
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16．J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等；M是地壳中含量仅次于氧元素的非金属元素；L的最简单气态氢化物甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
 J  
   R 
（1）M的原子结构示意图为； 元素T最高价氧化物对应水化物化学式是Cl2O7．
（2）写出J和氧形成的一种酸性氧化物的电子式，含有共价键是极性键（填极性键或非极性键）．
（3）写出能说明T非金属性比R强的反应的化学方程式Cl2+H2S=2HCl+S
（4）在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为2NH3•H2O+3H2O2=N2↑+8H2O．
17．一氧化二氮又称笑气，是无色有甜味的气体，化学式为N2O，在室温下稳定，有轻微的麻醉作用，并能致人发笑，常用于口腔手术中，其摩尔质量为（　　）
A．22B．22molC．44gD．44g•mol-1
11．乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸，该酸广泛存在于多种植物的细胞膜内，其晶体通常含有结晶水（H2C2O4•2H2O），晶体的熔点为101.5℃，无水草酸的熔点为189.5℃．草酸易升华，其在157℃时大量升华，并开始分解，分解产物为CO、CO2、H2O．某研究性学习小组的同学决定对草酸的分解反应进行探究，设计出如下实验验证乙二酸的分解并测定其分解率，操作步骤如下：
①先把乙二酸晶体放在烘箱中进行烘烤，去掉结晶水，备用．
②按如图连接好装置．

③检查装置的气密性．
④打开活塞a，通入H2一会儿，再关闭a；点然酒精灯b、c．
⑤当C装置中固体消失后，停止加热
⑥打开活塞a，继续通入H2，直至冷却．
试回答下列问题：
（1）装置A的作用产生氢气先排出装置内的CO2、后将分解生成的CO2全部排入F中，B的作用干燥H2（或除去氢气中混有的水蒸气）；装置E的作用使气化的乙二酸蒸汽冷却为固体，避免干扰实验．
（2）检验该套装置的气密性的方法是打开启普发生器的活塞a，观察B、E、F瓶中是否有气泡产生，若有气泡产生，说明不漏气，气密性良好．
（3）若分解结束后，不再通入氢气，会使所测的乙二酸的分解率减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）可以代替装置G的方法是用气囊（或球）收集起来．
（5）若称取H2C2O4（烘干）的质量为4.5g，实验结束后，称得D、E、F分别增重0.95g、0.40g、1.98g，则乙二酸的分解率为90%．
18．设NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是（　　）
A．23g钠的原子最外层电子数为2NA
B．1L0.1mol•L-1乙酸溶液中H+数为0.1NA
C．标准状况下，22.4L乙烷的分子数为NA
D．1mol甲基所含质子数为10NA
8．化学知识在生产和生活中有着重要的应用．下列说法中正确的是（　　）
①钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等
②K、Na合金可作原子反应堆的导热剂
③明矾常作为消毒剂
④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等
⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
⑥发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔．
A．①②③④B．①②④⑥C．①②③④⑥D．①②③④⑤⑥
15．现有四种单质组成的合金A，已分析出其中含有硅，为分析出其他成分，用此合金进行一系列实验，其过程及发生反应的现象如下图所示．（部分产物略去）（提示：Si+2NaOH═Na2SiO3+2H2↑）
（1）无色气体B是H2；
（2）写出A中除硅以外的物质与烧碱溶液反应的两种方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；
（3）写出固体F与浓硝酸反应的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目；
（4）测得浅绿色溶液的pH为5，请写出向浅绿色溶液中加入少量NaClO溶液后的总离子方程式2Fe2++2H++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O．
12．已知2A（g）+B（g）?2C（g），向容积为1L的密闭容器中加入0.050molA和0.025molB，在500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）=0.040mol•L-1放出Q1kJ．
（1）a．v（C）=2v（B）     b．容器内压强保持不变
c．v逆（A）=2v正（B）       d．容器内气体的密度保持不变
（2）若在相同的容器中只加入0.050molC，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q2kJ，则Q1与Q2之间的关系式可表示为Q1=4Q2（用含Q1、Q2的代数式表示）．
（3）若反应温度升高，A的转化率减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
13．按一定的特点或规律对物质进行分类，给化学学习与研究带来很大的方便．下列各组物质中，符合“氧化物-酸-碱-盐”顺序排列的是（　　）
A．HClO   HCl      Mg（OH）2      MgCl2
B．CO2    H2CO3     CaCO3        Ca（HCO3）2
C．H2O    HNO3      NH3•H2O     NH4NO3
D．SO3    NaHSO4    NaOH        Na2SO4

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