题目内容

19．铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及化合物在生产生活中有广泛的应用．
（1）普通水泥的主要成分之一是铝酸三钙（3CaO•Al2O3），3CaO•Al2O3中Al的化合价为+3；
（2）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂．将铝土矿粉（Al2O3）与炭粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式Al2O3+3C+3Cl2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2AlCl3+3CO；
（3）现将一定量的铝粉和镁粉的混合物与100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出．在反应结束后的溶液中，逐渐加入4mol•L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的质量的关系如图所示．

①D→E过程中反应的离子方程式为NH4++OH-=NH3↑+H2O；
②A点对应纵坐标的数值是0.696g，原稀硝酸的浓度是0.66mol•L-1．

分析 （1）根据物质铝酸三钙的化学式Ca3Al2O6，利用化合物中各元素的化合价代数和为0的原则，由化合物中钙、氧为+2、-2价，计算化合物中Al元素的化合价；
（2）根据反应物、生成物和反应条件写出反应方程式；
（3）先加入NaOH溶液时没有沉淀生成，说明NaOH先和溶液中酸反应，则硝酸有剩余，发生反应HNO3+NaOH=NaNO3+H2O；
硝酸有剩余，所以镁和铝完全溶解，溶液中存在Al3+和Mg2+，继续滴加NaOH溶液有沉淀生成，发生反应Al3++3OH-=Al（OH）3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，所以随着NaOH的加入，沉淀的物质的量逐渐增加，到D点时Al3+和Mg2+恰好完全沉淀；
继续滴加NaOH，沉淀的物质的量不变，说明发生反应 NH4++OH-=NH3↑+H2O，当E点时，溶液中的溶质只有NaNO3；
继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量减小，发生反应 Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，据此分析解答．

解答 解：（1）设化合物Ca3Al2O6中Al元素化合价为n价，依化合物中各元素化合价代数和为零的原则，有（+2）×3+n×2+（-2）×6=0，解之得n=+3，
故答案为：+3；
（2）加热条件下，氯气、氧化铝和碳反应生成氯化铝和一氧化碳，反应方程式为：Al2O3+3C+3Cl2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2AlCl3+3CO，
故答案为：Al2O3+3C+3Cl2$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2AlCl3+3CO；
（3）先加入NaOH溶液时没有沉淀生成，说明NaOH先和溶液中酸反应，则硝酸有剩余，发生反应HNO3+NaOH=NaNO3+H2O；
硝酸有剩余，所以镁和铝完全溶解，溶液中存在Al3+和Mg2+，继续滴加NaOH溶液有沉淀生成，发生反应Al3++3OH-=Al（OH）3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，所以随着NaOH的加入，沉淀的物质的量逐渐增加，到D点时Al3+和Mg2+恰好完全沉淀；
继续滴加NaOH，沉淀的物质的量不变，说明发生反应 NH4++OH-=NH3↑+H2O，当E点时，溶液中的溶质只有NaNO3；
继续滴加NaOH溶液，沉淀的物质的量减小，发生反应 Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
①D→E过程中是加入的NaOH和NH4+反应，离子方程式为：NH4++OH-=NH3↑+H2O，故答案为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；
②设金属中镁为xmol，铝为ymol，而将Al3+和Mg2+完全沉淀所消耗的NaOH的体积为12mL，故有：2x+3y=12mL×10-3×4mol/L…①
将生成的氢氧化铝完全溶解消耗2mLNaOH溶液，故有：y=2mL×10-3×4mol/L…②
解得x=0.012mol     y=0.008mol
而A点时，沉淀只有Mg（OH）2，故沉淀的质量m=0.012mol×58g/mol=0.696g；
E点时，溶液中的溶质只有NaNO3，故在E点时，加入的n（NaOH）=n（HNO3）=16.5mL×10-3×4mol/L=0.066mol
故原溶液中硝酸的物质的量为0.066mol，物质的量c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.066mol}{0.1L}$=0.66mol，
故答案为：0.696g；0.66．

点评 本题考查氧化还原反应、离子方程式的计算，明确图片中各个阶段发生的反应是解本题关键，知道各个拐点溶液中对应的溶质，再结合方程式、原子守恒进行解答，综合性较强．

练习册系列答案
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9．某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中，除了生成NO2气体外，还会有少量NO生成，并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数．查阅相关资料表明：“常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在．”为此，他们设计了如图所示的装置：

请回答下列问题：
（1）写出A中Cu与HNO3反应可能的化学方程式Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O．
（2）实验开始前先打开A部分的活塞K1，持续通入一段时间的氮气再关闭K1，其目的是排出系统的空气，防止NO氧化为NO2；装置中B瓶的作用是吸收水蒸气，防止水蒸气在C中冷凝后与NO2反应产生NO．
（3）停止反应后，打开D中的活塞K2并通入O2，则D中能出现的现象是无色气体变成红棕色气体．
（4）C装置的作用是尽量把NO2转化为N2O4，减少对NO检验的干扰；E装置的作用是除去NO2，防止污染空气．
（5）若A中的Cu、Ag合金的质量为8.0g，加入20mL 13.5mol•L-1的浓HNO3，实验结束后A中溶液的体积不变，测得 c （H+）=1.0mol•L-1．假设反应中HNO3既无挥发也无分解，则参加反应的HNO3的物质的量为0.25mol．
（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全．请利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，以确定合金中Cu的质量分数，其实验过程为在A中加入过量的Cl-的溶液，过滤、洗涤、干燥并称量沉淀的质量．
10．2003年10月16日“神舟五号”飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想．运送飞船的火箭燃料除液态双氧水外，还有另一种液态氮氢化合物．已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该分子结构中只有单键．
（1）该氮氢化合物的分子式为N2H4，结构式为．
（2）若该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，写出该反应的化学方程式N2H4+2H2O2=N2+4H2O．
（3）NH3分子中的N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH3+HCl═NH4Cl．试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式N2H4+2HCl=N2H6Cl2．
7．某烃的结构简式是，它不可能具有的性质是（　　）
A．既能使溴水褪色，也能使酸性KMnO4溶液褪色
B．易溶于水和有机溶剂
C．能与H2在一定条件下发生反应
D．能发生加聚反应，生成物可用    表示
14．过氧化钙（CaO2）作为食品添加剂，具有无毒安全、价格低廉、效果明显等优点．回答有关CaO2的说法错误的是（　　）
A．具有氧化性B．具有还原性C．具有漂白性D．含有极性键
4．下列有关SO2和CO2的说法正确的是（　　）
A．都是非极性分子B．中心原子都采取sp杂化
C．S原子和C原子都没有孤对电子D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构
11．芳香族化合物A是重要的有机化工原料．由A制备有机化合物F的合成路线（部分反应条件略去）如图所示．

（1）A的水溶液呈碱性（填“酸性”、“碱性”）；
（2）C的结构简式为；
（3）写出E→F反应的化学方程式；
（4）写出符合下列条件的龙胆酸乙酯（）的一种同分异构体的结构简式；
①能发生银镜反应   ②不与FeCl3溶液发生显色反应但其水解产生之一能与FeCl3溶液发生显色反应
③核磁共振氢谱有四组峰，且峰面积之比为6：2：1：1
（5）参照上述合成路线，设计一条以氯苯、乙醇为原料制备水杨酸乙酯（）的合成路线流程图（无机试剂任用），相关信息：．
8．向表的甲物质中逐滴加入乙溶液至过量，反应过程中生成气体或沉淀的质量与加入乙的质量关系，能用下图表示的是（　　）
序号甲乙
A镁条稀硫酸
B硫酸铁溶液氢氧化钠溶液
C硝酸钡溶液硫酸钠溶液
D生锈的铁钉稀硫酸
A．AB．BC．CD．D
10．（1）为了模拟催化转化器的工作原来，在t℃时，将2molNO与1molCO冲入1L反应器中，反应过程中NO（g）、CO（g）、N2（g）的物质的量浓度变化如图所示
①则反应进行到10min时，NO的平均反应速率为0.04mol/L•min．
②15min～25min内NO、CO、N2的浓度发生了变化，引起该变化的条件是降低温度．
③当25min达到平衡后，若保持体系温度为t℃，再向容器中充入NO、N2气体各1mol，平衡将向左移动（填“向左”、“向右”或“不”）．
（2）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：
xC（s）+2NOx（g）?N2（g）+c（CO2）△H=-bkJ•mol-1．若使NOx更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是AD．
A．增加排气管长度    B．增大尾气排放口
C．升高排气管温度    D．添加适当地催化剂．

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