题目内容

【题目】铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及其化合物在生产生活中的应用十分广泛。

(1)铝原子最外层电子排布式是________,铝原子核外有___种能量不同的电子。

(2)1827年,德国化学家维勒用金属钾与无水氯化铝反应而制得了金属铝。不用钾与氯化铝溶液制铝的理由是_________;现代工业炼铝是以Al2O3为原料,与冰晶石(Na3A1F6)在熔融状态下进行电解,其阴极电极反应式为___________________________。

(3)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3,用化学平衡移动原理解释上述方法可制取金属Ba的原因是________。

(4)LiAlH4由Li+、A1H4-构成,是有机合成中常用的试剂,LiAlH4在125℃分解为LiH、H2和Al。

①比较Li+、 H-、Al3+、H+离子半径大小____________。

②写出LiAlH4分解的方程式(需配平)_______,若反应生成3.36 L氢气(标准状况下),则有____g铝生成。

③LiAlH4与乙醛反应可生成乙醇,推断LiAlH4是反应的_________剂。

【答案】3s23p1 5 钾先与水反应生成KOH,KOH再与氯化铝反应生成氢氧化铝,无法得到单质铝 Al3++3e-=Al 利用Ba的沸点比Al的低,Ba以气体逸出,使平衡右移 Al3+> H->Li+> H+ 2LiAlH42LiH+2Al+3H2↑ 2.7 g 还原剂

【解析】

(1)Al原子核外有13个电子,基态Al原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,铝原子最外层电子排布式是3s23p1;铝原子核外有1s、2s、2p、3s、3p五种能量不同的电子,即铝原子核外有5种能量不同的电子。

(2)钾跟氯化铝溶液反应时,K先与水反应生成KOH,KOH与氯化铝反应得到氢氧化铝沉淀,不能制得铝;电解熔融Al2O3生成铝和氧气,阴极电极反应式为Al3++3e-=Al。

(3)Ba的沸点比Al的低,在2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3反应中Ba以气体逸出,使平衡右移,从而可制取金属Ba。

(4)① Al3+有2个电子层,Li+、 H-具有相同的电子层结构且只有1个电子层,H+核外没有电子,根据“层多径大,序大径小”,离子半径由大到小的顺序为Al3+> H->Li+> H+;

②根据题意,LiAlH4分解的方程式为2LiAlH42LiH+2Al+3H2↑;标准状况下3.36 L氢气物质的量为0.15mol,根据方程式,有0.1mol铝生成,生成Al的质量为2.7g。

③乙醛反应生成乙醇,乙醛发生了加氢的还原反应,说明LiAlH4是反应的还原剂。

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写出 CO2 重整的热化学方程式:_____。

(2) “亚碳酸盐法”吸收烟中的 SO2

①将烟气通入 1.0mol/L 的 Na2SO3 溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的 pH 不断_____(填“减小”“不变” 或“增大)。当溶液 pH 约为 6 时,吸收 SO2 的能力显著下降,应更换吸收剂,此时溶液中 c(SO32-) =0.2mol/L, 则溶液中 c(HSO3-) =_____。

②室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3 溶液中,测得溶液 pH 与各组分物质的量分数的变化关系如图: b 点时溶液 pH=7,则 n(NH4+):n(HSO3—)= ______________ 。

(3)催化氧化法去除 NO。一定条件下,用 NH3 消除 NO 污染,其反应原理4NH3+6NO5N2+6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为 4:1、3:1、1:3 时,得到 NO 脱除率曲线如图所示:

①曲线 a 中,NO 的起始浓度为6×10-4mg·m-3,从 A 点到 B 点经过0.8s,该时间段内 NO 的脱除速率为_____mg·m-3·s-1。

②曲线 b 对应 NH3 与 NO 的物质的量之比是_____。

(4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)_____。吸收池中除去 NO 的原理_____(用离子方程式表示)。

【题目】为探究氧化铜与硫的反应并分析反应后的固体产物,设计如下实验装置。

(1)如图连接实验装置,并_____。

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(4)点燃酒精灯,预热大试管,然后对准大试管底部集中加热,一段时间后,气球膨胀, 移除酒精灯,反应继续进行。待反应结束,发现气球没有变小,打开止水夹 c,观察到酸性高锰酸钾溶液褪色后,立即用盛有氢氧化钠溶液的烧杯替换盛装酸性高锰酸钾溶液的烧杯,并打开活塞 K。这样操作的目的是__________________。

(5)拆下装置,发现黑色粉末混有砖红色粉末。取少量固体产物投入足量氨水中,得到无色溶液、但仍有红黑色固体未溶解,且该无色溶液在空气中逐渐变为蓝色。查阅资料得知溶液颜色变化是因为发生了以下反应:4[Cu(NH3)2]+ + O2+8NH3 H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。

①经分析,固体产物中含有Cu2O。Cu2O 溶于氨水反应的离子方程式为______。

②仍有红色固体未溶解,表明氧化铜与硫除发生反应 4CuO + S2Cu2O+SO2外,还一定发生了其他反应,其化学方程式为_________。

③进一步分析发现 CuO 已完全反应,不溶于氨水的黑色固体可能是_____(填化学式)。

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