21.某校化学兴趣小组欲研究一种镁铝合金,以下是部分实验。请完成填空。
[实验一]从镁铝合金片上剪下一小块,先称重,然后投到盛有10mL 10mol·L-1NaOH溶液(足量)的锥形瓶里。
(1)从反应开始至反应结束,依次可观察到的现象有:①切口断面处先产生气泡,反应由慢到快;②小块合金在溶液中上下翻腾;③溶液升温;④反应后,溶液中残留黑色黑体。
(2)开始时产生气泡速率慢,其主要原因(除温度、电化学因素外)是 。
(3)写出所形成原电池负极的电极反应式: 。
(4)欲利用此反应测定合金中铝的金属,理论上还应该测定哪些数据?请仿照方法①写出另一种不同方法所需数据。
方法 |
需测定的数据 |
① |
测定产生的H2的体积 |
② |
|
[实验二]向实验一的锥形瓶里滴加1 mol·L-1HCl,使镁、铝两种元素恰好只以氯化物的形式存在。写出此过程中含铝元素的化合物所发生的离子反应方程式: 。
[实验三]取实验二的锥形瓶里的溶液10mL,向其中商加a mLC1mol·L-1NaOH之后,
改成滴加C2mol·L-1HCl,所得沉淀Y(mol)与试剂总体积V(mL)间的关系如图所示。
据此,回答下列问题:
(1)图中CD段消耗盐酸的体积是AB段消耗的NaOH溶液体
积的两倍,则C1/C2= ;
(2)所加入NaOH溶液的体积a= mL。
18.(12分).碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m (1≤n≤6,m≤10) (商业代 号BAC),是一种比Al2(SO4)3效果更好的净水药剂。以下是用煤矸石(主要含Al2O3,SiO2及少量铁的氧化物)为原料生产碱式氯化铝过程中遇到的情况:
⑴在反应器中加入16%的硫酸和16%的盐酸,在不断搅拌过程中再加入经过焙烧后的煤矸石粉,反应器上部有一条长管子作为反应时气体的排放管。加热至沸腾(102℃)并保持一段时间,期间不断用精密pH试纸在排气管口上方检查排出气体的pH,记录如下:
时间 |
起始 |
14min后 |
30min后 |
75min后 |
pH |
<2.0 |
=2.5 |
<3.5 |
=3.5 |
试解释排气管中放出气体的pH变化的原因。如果把排气管加长一倍,排气的pH有无变化?为什么? ,
⑵观察反应器内溶液的颜色(取上面清液观察),在沸腾1h内,溶液逐渐呈黄绿色,以后逐渐转变为淡棕黄色,1.5h后呈棕红色。解释导致颜色变化的原因。
⑶上述反应结束后,冷却,过滤弃渣,然后再加热至100℃,并在不断搅拌的条件下,向溶液慢慢地添加Ca(OH)2至适量,生成大量沉淀。过滤上述溶液,弃渣,得到澄清的BAC稀溶液。将此稀溶液加热蒸发浓缩,又产生白色细晶状沉淀,经化验分析,知此沉淀不是BAC固体,也不是AlCl3晶体或Al(OH)3。问:这是什么物质?为什么此时会有沉淀析出?
⑷铁的化合物和铝的化合物一样也可作净水药剂,此外,溶液中元素Fe还能与CN-形成特定的络合物。某溶液中同时存在Fe(CN)63-和Fe(CN)64-两种离子,H2O2可使它们相互转化,请用离子方程式表示这种转化。
酸性条件:
碱性条件: