Question

(17分)按要求回答下列问题：

（1）实验室铝粉和Fe2O3作铝热反应实验，铝热反应的方程式为_________，该实验中除用到铝粉和Fe2O3外，需要的试剂还有 (填编号)。

a．KClO3 b．Mg c．MnO2 d．KCl

（2）据文献报道，在实际反应中铝热反应的产物成分较为复杂。某课题组对铝热反应产物的成分进行探究，经成分分析，发现主要得到甲和乙两种产物。甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成；乙是一种铁铝的金属互化物（可用FexAly表示），取该合金粉末2.47g，滴加足量浓NaOH溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得固体。再将所得固体在空气中充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60g。

①甲的化学式为______，乙中x=_____，y=_______。

②甲的晶体是耐高温材料，用此材料做成的坩埚，不能用来熔融NaOH，用化学方程式解释其原因______；含二氧化硅材料做成的坩埚_____(填“能”或“不能”)用来熔融NaOH。

③下图表示室温下相同组分的乙分别在两种不同的酸中的腐蚀情况，

由图可知，乙在______中具有比较强的抗腐蚀性，原因可能是______。

④研究发现铝热反应后期温度高达2000℃以上时会有极微量的Al4C3生成，Al4C3遇水会产生一种气体，该气体的分子式为________。［已知CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑］

（3）镁铝互化物(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，该金属互化物在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。得到的混合物在6.0 mol·L－1 HCl中，能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________。

 

Answer 1

(17分，除标明分值外，其余每空均为2分。)

（1）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(不写条件扣1分)；a、b(少1个扣1分，错1个倒扣1分)。

（2）①Al2O3；2，5；(每空均为1分) ②Al2O3+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)]4 ；不能(1分)

③65%浓硝酸(1分)，遇浓硝酸表面钝化，阻碍进一步反应(只要体现出“钝化”即可)

④CH4（3）52mol

【解析】

试题分析：（1）铝与氧化铁发生铝热反应的方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；该实验中除用到铝粉和Fe2O3外，需要的试剂还有氯酸钾和镁，答案选ab。

（2）①甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成，则甲是Al2O3；取该合金粉末2.47g，滴加足量浓NaOH溶液，其中铝溶解转化为偏铝酸钠。充分搅拌、过滤、洗涤得固体铁。再将所得固体在空气中充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60g，所以红棕色粉末应该是氧化铁，物质的量是1.60g÷160g/mol＝0.01mol。根据铁原子守恒可知铁的物质的量是0.02mol，质量是0.02mol×56g/mol＝1.12g，因此合金中铝的质量是2.47g－1.12g＝1.35g，物质的量是1.35g÷27g/mol＝0.05mol，所以x：y＝0.02:0.05＝2:5，则x＝2、y＝5。

②在加热的条件下氧化铝与氢氧化钠反应，方程式为Al2O3+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)]4；二氧化硅与能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，所以含二氧化硅材料做成的坩埚不能用来熔融NaOH。

③根据图像可知乙在65%浓硝酸中具有比较强的抗腐蚀性，这是由于常温下遇浓硝酸表面钝化，阻碍进一步反应。

④Al4C3遇水会产生一种气体，则根据CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑可推测，Al4C3与水反应生成氢氧化铝和甲烷，因此该气体的分子式为CH4。

（3）1 mol Mg17Al12完全吸氢后可以吸收17mol氢气，因此释放时可以再释放出17mol氢气。同时镁和铝也分别都能与盐酸反应放出氢气。1 mol Mg17Al12中含有17mol镁、12mol铝，与元素反应分别放出17mol氢气和12mol×＝18mol氢气，则得到的混合物与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为17mol+17mol+18mol＝52mol。

考点：考查金属镁、铝、铁等有关性质与计算