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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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

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