题目内容

9．某研究学习小组对铝热反应（以铝和氧化铁反应为例）实验进行研究．已知铝、氧化铝、铁、氧化铁的熔点、沸点数据如下所示：
物质AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃660205415351565
沸点/℃246729802750------
请回答下列问题：
（1）铝热反应是氧化还原反应，在反应中金属被氧化（填“氧化”或“还原”）．
（2）某同学根据以上数据推测，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属．如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需用的试剂为NaOH溶液，可观察到的实验现象为：有无色气体放出．
（3）实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好的是B（填序号）．
A．浓硫酸　B．稀硫酸　C．稀硝酸　D．NaOH溶液．

分析 （1）根据铝元素的化合价变化判断铝的性质；
（2）铝能和强碱反应生成偏铝酸盐和氢气，而铁不与强碱溶液反应；
（3）A．浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解；
B．活泼金属与稀硫酸反应；
C．稀硝酸与金属反应生成污染性气体；
D．铁不与NaOH溶液反应．

解答 解：（1）铝热反应中铝作氧化剂，铝失电子化合价升高被氧化，反应中体现出其还原性，
故答案为：氧化；
（2）铝能和强碱反应生成盐和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液，观察到的现象是溶液中有气泡出现，
故答案为：NaOH溶液；有无色气体放出；
（3）A．常温下浓硫酸易使铁、铝发生钝化，所以浓硫酸不能使铁铝合金溶解，故A错误；
B．活泼金属与稀硫酸反应，熔融物可溶解于稀硫酸中，故B正确；
C．稀硝酸与金属反应生成污染性气体，不是最佳选择，故C错误；
D．铁不与NaOH溶液反应，无法将熔融物全部溶解，故D错误；
故答案为：B．

点评 本题考查铝热反应原理及其应用，题目难度中等，明确铝热反应原理为解答关键，注意掌握铝与氢氧化钠溶液的反应及与浓硫酸、浓硝酸的钝化现象，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
相关题目
1．某化学兴趣小组制备饱和氯水并对饱和氯水与碳酸钙的反应进行研究．
【实验一】制备饱和氯水，使用以下装置并在装置中加入相应试剂，按要求进行操作．请回答：

（1）A装置中发生反应的化学方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．往100mL 12mol•L-1的浓盐酸中加入足量二氧化锰并加热，充分反应后，被氧化HCl的物质的量为A
A．小于0.6mol　　 　　B．等于0.6mol 　　　C．大于0.6mol　　　　　 D．等于1.2mol
（2）B装置可以除去Cl2气体中的HCl，作用原理是HCl溶于水电离出的H+和饱和NaCl溶液中的Cl-都会对反应Cl2+H2O?H++Cl-+HClO起到抑制作用．
（3）D装置的作用是收集氯气．
（4）E装置的作用是吸收过量的氯气．
（5）若将E装置改成如图 I所示装置进行实验，可以省去D装置，请解释原因：氯气易溶于四氯化碳．


【实验二】探究饱和氯水与CaCO3的反应（图 II）．步骤如下：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应．有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；
第三份进行加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生．
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2．请回答：
（6）步骤①为什么浅黄绿色会退去氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应为可逆反应，方程式：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO，盐酸能够与碳酸钙反应，消耗氢离子，使平衡正向移动，氯气完全反应
（7）反应后所得的溶液漂白性增强的原因是碳酸钙消耗了氯水中的H+，使Cl2+H2O?H++Cl-+HClO平衡正向移动，HClO浓度大，漂白效果增强；
（8）依据上述实验可推知，②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还含有Ca（HCO3）2．
20．2013年12月15日4时搭载长征系列火箭的“玉兔号”顺利驶抵月球表面，实现了五星红旗耀月球的创举．火箭升空需要高能燃料，通常用肼（N2H4）作燃料，N2O4做氧化剂．请回答下列问题：
（1）已知：N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.7kJ•mol-1
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ•mol-1
2NO2（g）?N2O4（g）△H=-52.7kJ•mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1083.0kJ•mol-1；
（2）工业上用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，该反应的化学方程式为：NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O；
（3）工业上可以用下列反应原理制备氨气：2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）△H=Q kJ•mol-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图1，则此反应的Q＞0（填“＞”“＜”或“=”）．
②若起始加入氮气和水，15分钟后，反应达到平衡，此时NH3的浓度为0.3mol/L，则用氧气表示的反应速率为0.015mol•L-1•min-1．
③常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，ABC（选填编号）．
A．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化      B． v（N2）：v（O2）=2：3
C．容器中气体的密度不随时间而变化                D．通入稀有气体能提高反应的速率
E．若向容器中继续加入N2，N2的转化率将增大
（4）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并以此处理废氨水，装置如图2．
①为不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）＜c（NO3-）（填“＞”“＜”或“=”）；
②Ir-Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极的电极反应为O2+2H++2e-═H2O2；
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3•H2O的物质的量为1mol．
17．硫酸盐主要来自地层矿物质，多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在，硫酸盐有着许多重要的应用．
（1）已知某温度下的四个反应：
①Na2SO4（s）═Na2S（s）+2O2（g）△H1
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H2=-394.0kJ/mol    
③2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H3=-221.5kJ/mol
④Na2SO4（s）+4C（s）═Na2S（s）+4CO（g）△H4=+569.0kJ/mol；回答下列问题：
＜1＞反应①中△H1=+1012.0kJ/mol；反应①中反应物（Na2SO4）的总能量比生成物（Na2S、O2）的总能量低（填“高”或“低”）
＜2＞工业上利用反应④制备Na2S时，往往会采取下列两种措施：
a．加入过量的炭，目的是保证Na2SO4得到充分反应或提高Na2SO4的利用率
b．通入适量的空气，目的是C和CO与空气中的氧气反应，放出的热量维持反应④所需的能量
（2）高温时，用CO还原MgSO4可制备高纯的MgO．
＜1＞750℃时，测得反应后的气体中含等物质的量SO2和SO3．写出该条件下反应的化学方程式2MgSO4+CO$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$2MgO+SO2+SO3+CO2
＜2＞目前已经制成“镁--次氯酸盐”燃料电池，其工作原理如右图所示，该电池反应的化学方程程式为Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2
（3）PbSO4难溶于水但可溶解于醋酸溶液，你认为下列原因中最有可能的是①③⑤（填序号）
①醋酸铅可溶于水      
②醋酸铅属于强电解质
③醋酸铅属于弱电解质  
 ④醋酸是弱酸，所以醋酸能与PbSO4反应
⑤醋酸铅在水中形成电离平衡时的c（Pb2+）小于PbSO4形成溶解平衡时的c（Pb2+）
4．铝及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用．回答下列问题：
（1）铝原子的结构示意图为．．
（2）工业上用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝．每生产1t Al，阳极大约会损失0.6t石墨．则石墨被氧化为CO和CO2（填化学式）．
（3）纳米氧化铝用于透明陶瓷、高压钠灯灯管等．纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体．则纳米氧化铝颗粒的直径约为10-9～10-7m，制取纳米氧化铝需要纯净的硫酸铝，检验硫酸铝溶液中是否含有Fe3+操作方法和现象是加KSCN溶液，溶液变血红色．
（4）电解法制备高品质AI（OH）3的装置如图（中间用离子交换膜隔开），其反应原理为：
4NaAlO2+10H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al（OH）3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑则Al（OH）3在阳极（填“阴极”或“阳极”）区沉积，电路中每通过2mol e时，理论上可制得2mol  Al（OH）3．
14．标准状况下有①6.72LCH4 ②3.01×1023个HCl ③13.6gH2S ④0.2molNH3，下列对四种气体的关系从小到大表示不正确的是（　　）
A．体积    ④＜①＜②＜③B．密度    ①＜④＜③＜②
C．质量    ④＜①＜③＜②D．氢原子数  ②＜④＜③＜①
1．已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
①T℃时，在一定体积的容器中，通入一定量的CO（g）和H2O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度随时间变化如下表：T℃时物质的浓度（mol/L）变化
时间/minCOH2O（g）CO2H2
00.2000.30000
20.1380.2380.0620.062
30.1000.2000.1000.100
40.1000.2000.1000.100
50.1160.2160.084C1
60.0960.2660.104C2
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．第4～5min之间，改变的条件是增大氢气的浓度，C2＞0.104 （填“＞”、“=”、“＜”）．T℃时该化学反应的平衡常数是0.5．
②已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9．如果反应开始时，CO和H2O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为 是多少？（请写出计算过程，无过程结果不给分）
③397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H＜0  （填“＞”、“=”、“＜”）．
18．（1）已知：O2 （g）═O2+ （g）+e-△H1=+1175.7kJ•mol-1
PtF6（g）+e-═PtF6-（g）△H2=-771.1kJ•mol-1
O2+PtF6-（s）═O2+（g）+PtF6-（g）△H3=+482.2kJ•mol-1
则反应：O2（g）+PtF6（g）═O2+PtF6-（s）的△H=-77.6 kJ•mol-1．
（2）如图为合成氨反应在使用相同的催化剂，不同温度和压强条件下进行反 应，初始时N2和H2的体积比为1：3时的平衡混合物中氨的体积分数：
①在一定的温度下，向体积不变的密闭容器中充入氮气和氢气发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是ad．
a．体系的压强保持不变
b．混合气体的密度保持不变
c．N2和H2的体积比为1：3
d．混合气体的平均摩尔质量不变
②分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率，则vA（NH3）＜ vB（NH3）（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数kA＞ kB（填“＞”、“＜”或“=”），在250℃、1.0×104kPa下达到平衡，H2的转化率为66.7%（计算结果保留小数点后一位）；
（3）25℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液呈酸性，原因NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示）．向该溶液中加入bL氨水后溶液呈中性，则所加氨水的浓度为$\frac{a}{200b}$mol/L（用含a、b的代数式表示，NH3•H2O的电离平衡常数为Kb=2×10-5）
（4）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜．电镀一段时间后，装置Ⅰ中溶液的pH变小（填“变大”、“变小”或“不变”），a极电极反应方程式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；若电镀结束后，发现装置Ⅱ中阴极质量变化了25.6g（溶液中硫酸铜有剩余），则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷2.24L（标准状况下）．
19．在200mLNa2CO3与NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol•L-1的盐酸，测得溶液中的CO32-、HCO3-、AlO2-、Al3+离子的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系，见下图一所示．

（1）原混合溶液中Na2CO3的物质的量浓度为0.25mol•L-1
（2）V1：V2=1：4．
（3）若滴加盐酸过程中得到沉淀0.975g，则滴入盐酸的体积可能为12.5或262.5mL．
（4）在图二坐标中画出该混合溶液中逐滴加入1mol•L-1的盐酸，所得沉淀的物质的量与加入盐酸溶液的体积变化关系．

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