题目内容
【题目】硝酸铝[Al(NO3)3]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰（主要含Al、Al2O3、Fe2O3等）制取硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]的流程如下：
完成下列填空：
(1)常温下，铝遇浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，这种现象称为__________，铝粉常用来还原一些金属氧化物以冶炼某些难熔的金属，这类氧化还原反应叫__________反应；
(2)步骤Ⅰ的离子方程式是_________________，_________________；
(3)若在实验室中完成步骤Ⅱ，为提高铝元素的利用率，可用__替换稀硝酸；
a．稀硫酸 b．稀盐酸 c．醋酸 d．二氧化碳
(4)在步骤Ⅲ的实际操作过程中，待沉淀完全溶解后还会加入稍过量稀硝酸，用平衡移动原理解释此时加入稀硝酸的目的：_______________________；
(5)温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝、二氧化氮和氧气，写出该反应的化学方程式：_____________。
【答案】钝化 铝热或置换 2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑ Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O cd Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+,加过量HNO3平衡向左移动，抑制Al3+水解 4Al(NO3)3
2Al2O3+12NO2↑+3O2↑
【解析】
本题主要考查铝、氧化铝的重要性质及应用。要特别关注铝的钝化、铝热反应、氧化铝和氢氧化铝的两性等知识的应用。
（1）常温下，铝遇浓硫酸、浓硝酸时，在铝表面迅速生成致密的氧化物保护薄膜，这种现象称为钝化现象。钝化不是铝与浓硫酸、浓硝酸不发生反应，而是反应迅速进行，迅速停止；铝粉与某些金属氧化物的混合粉末称为铝热剂，引发后发生反应产生很高的温度，可用以冶炼某些难熔的金属，这类氧化还原反应称为铝热反应，其实质是置换反应；
（2）铝灰中的主要成分Al、Al2O3均能与NaOH溶液反应，Fe2O3与NaOH溶液不反应：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑；Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O；
（3）Al(OH)3既溶于强酸又溶于强碱，既不溶于弱酸又不溶于弱碱，所以若在实验室中完成步骤Ⅱ，为提高铝元素的利用率，可用弱酸替换稀硝酸这一强酸，故可选用醋酸和二氧化碳这两种弱酸，其中二氧化碳更好；
（4）Al(NO3)3中Al3+会水解：Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+，加过量HNO3可向溶液提供H+使平衡向左移动，从而抑制Al3+水解，同时不引入新的杂质离子；
（5）题目已明确告知反应物是硝酸铝，产物有氧化铝、二氧化氮和氧气，配平即可得：4Al(NO3)32Al2O3+12NO2↑+3O2↑，注意标明温度高于200℃。
【题目】资源化利用CO具有重要意义。
(1)CO可设计成燃料电池，熔融Li2CO3和Na2CO3的混合物作为燃料电池的电解质，氧化剂是含CO2的O2，工作时正极反应为__________________，以该燃料电池为电源处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，同时制得副产物氢气，装置如图所示(电极均为石墨电极)。该装置中应选用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，写出电解时NO2发生反应的电极反应式：___________________。
(2)CO是高炉炼铁的重要还原剂，炼铁时发生的主要反应有：
反应 | △H(kJ/mol) |
I. Fe2O3(s)+3C(s) | +489 |
II. Fe2O3(s)+3CO(g) | -27 |
III. C(s)+CO2(g) | X |
试计算，试计算，X=_________。
T1℃时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C，发生反应I，反应达到平衡后，在t1时刻改变某条件，v(逆)随时间(t)的变化关系如图所示，则t1时刻改变的条件可能是_____________________。
a．保持温度、体积不变，使用催化剂 b．保持体积不变，升高温度
c．保持温度不变，压缩容器体积 d．保持温度、体积不变，充入CO
(3)在一定温度下，向某体积可变的恒压(P总)密闭容器中加入1mol CO2与足量的碳发生反应III，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
①650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为____________。
②T℃时，该反应达到平衡时下列说法不正确的是__________________。
a．气体密度保持不变
b．2v正(CO2)=v正(CO)
c．若保持其它条件不变再充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
d．若保持其它条件不变再充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动
e．若其它条件不变将容器体积压缩至一半并维持体积不变，再次达平衡时压强小于原平衡的2倍
③根据图中数据，计算反应III在T℃时用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=___________(设总压强为P总，用含P总的代数式表示)
【题目】某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度/mol.L | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为 ，试样的pH值 。
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) 
H= -241.8KJ/mol
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H= -110.5KJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式 ；
②洗涤含SO2的烟气，以下物质可作洗涤剂的是 ；
a．Ca(OH)2 b．Na2CO3 c．CaCl2 d．NaHSO3
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为：
①已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 
2NO(g) H＞0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K= ___________；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知该反应的H＞0，简述该设想能否实现的依据 。
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为 。
【题目】某学习小组为证实Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的反应是离子反应，设计了如下实验。请补充完成该实验报告。
（1）（实验原理）
溶液的导电性由溶液中离子的浓度及离子电荷数决定。观察_____，据此判断溶液中自由移动的离子浓度的变化，从而证明反应是离子反应。
（2）（实验装置）如图1所示。
（实验过程与记录）
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
连接好装置，向烧杯中加入25mL1molL﹣1的Ba(OH)2溶液和2滴酚酞溶液，逐滴滴加1molL﹣1的H2SO4溶液直至过量，边滴边振荡。 | （2）_____（填写支持实验结论的证据） | Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的反应是离子反应 |
（3）整个过程中混合溶液的导电能力（用电流强度Ⅰ表示）可近似地用图2中的_____（填序号）曲线表示。
（4）下列三种情况下，与上述实验中离子方程式相同的是_____。
A 向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42﹣恰好完全沉淀
B 向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至至溶液显中性
C 向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
（5）已知：PbSO4难溶于水，但可溶于醋酸氨溶液中形成无色溶液，其化学方程式为：PbSO4+2CH3COONH4＝(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4．写出该反应的离子方程式为_____。
【题目】向物质X中逐渐加入(或通入)Y溶液，生成沉淀的量与加入Y的物质的量关系如图所示，下表中符合图示情况的是
A | B | C | D | |
X | CO2 | HCl | NaOH | AlCl3 |
Y | Ca(OH)2 | NaAlO2 | AlCl3 | NaOH |
A.AB.BC.CD.D
