题目内容

下列转化关系中，X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质，A、B是氧化物，A呈红棕色，C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题：

（1）请写出反应①的化学方程式___________________________________________。
（2）检验D溶液中Y离子的方法是_____________________________________。
（3）若试剂a是NaOH溶液，写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________。
（4）若试剂b是H2SO4，工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y（OH）SO4，已知还原产物为NO，则该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
（5）工业上电解熔融的B制取X时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3，则阴极产物的质量为________kg。

（1）Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
（2）取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，则证明有Fe3＋
（3）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑
（4）2FeSO4＋H2SO4＋2NaNO2=2Fe（OH）SO4＋Na2SO4＋2NO↑
（5）54

解析

练习册系列答案
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短周期元素A、B、C、D位于同周期且原子序数依次增大。已知A、C、D三种元素原子的最外层共有10个电子，且这三种元素的最高价氧化物所对应的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水。请完成下列各小题：
(1)A、B、C三种阳离子的半径由大到小的顺序是：____>_____>____(填写离子符号)。
(2)指出元素D在元素周期表中的位置：第________周期第________族。
(3)元素B的氧化物属于________化合物(填“离子”或“共价”)，其电子式为________________。
(4)A、C元素的最高价氧化物所对应的水化物之间反应的离子方程式为________________。
(5)含有C阳离子的盐常用来净化水，其原因为______________(用离子方程式表示和适当的文字说明)。

铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，可简单认为是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应。某学习小组对铝热反应（以Al和Fe2O3反应为例）实验进行研究。
查阅数据得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下表所示：

物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1565[
沸点/℃
2467
2980
2750
┄
 
试回答下列问题：
（1）在铝热反应中金属铝表现出       性（填“氧化”或“还原”）。请判断下列金属中那一个不能由铝热反应制取       。（填序号）
①Fe；②Cr（铬）；③V（钒）；④Ca；⑤Mn
（2）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属。如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需用的试剂为             ，可观察到的实验现象是                                                                             。
（3）另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，他设计了如下方案来验证：
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色未变血红色，即可证明熔融物中不含有Fe2O3。则
①物质甲是               （填化学式）。
②该同学的实验方案是否合理？           （填“合理”或“不合理”）。
理由：                                                                      

铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:
（1）工业上采用电解氧化铝-冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al2O3 4Al+3O2↑加入冰晶石的作用:_______________________________。
（2）上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为　　　          　,下列可作阴极材料的是________________。
A.铝材　         　B.石墨　         　C.铅板　　           D.纯铝

（3）阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为__________________________________。
（4）在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是____________              。
（5）下列说法正确的是　　　　。
A. 阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B. 铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C. 铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D. 铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色

工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。

已知：TiOSO4遇水会水解。
(1)步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的离子方程式为_______________________
(2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。
a．熔、沸点差异　     b．溶解性差异　   c．氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2＋转化为H2TiO3的原理：
____________________________________________________________。
(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________
(6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
写出阳极的电极反应式：_________________________

在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。

海水是一种丰富的资源，工业上从海水中可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。

回答下列问题：
（1）流程图中操作a的名称为              。
（2）工业上从海水中提取的NaCl，可用来制取纯碱，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①已知气体A、B是CO2或NH3，则气体A应是       （填化学式）。
②灼烧晶体C的反应方程式为                                 。
③滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质，工业上是向滤液D中通入NH3，并加入细小食盐颗粒，冷却后，可析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体，则通入NH3的作用是           。
（3）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
① 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：                      。
② 通过操作b获得无水MgCl2是在             氛围中进行，若直接在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl，写出有关反应的化学方程式：                   。

某探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:

请回答下列问题:
（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为　                   。 
（2）第②步加H2O2的作用是　                             ; 
调溶液pH的目的是使　　　　生成沉淀。 
（3）用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是　　　　。 
（4）由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O ,探究小组设计了三种方案:

上述三种方案中,　　　　方案不可行,原因是　                                　　　; 
从原子利用率角度考虑,　　　　方案更合理。 
（5）探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol /L EDTA（H2Y2-）标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=　                    ; 
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是　　　　              。 
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子

以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表

沉淀物
Cu（OH）2
Fe（OH）3
Fe（OH）2
开始沉淀pH
4．7
2．7
7．6
完全沉淀pH
6．7
3．7
9．6
 
（1）试剂a是__________，试剂b是__________。
（2）操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。
（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为__________，目的是使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，防止生成Cu（OH）2沉淀。
（4）反应Ⅴ的离子方程式为：__________________________________________。

现有Fe、Cu组成的合金，其中Cu、Fe的总物质的量为a mol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含b mol HNO的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：
（1）若剩余的残渣只有Cu，则溶液中含有的金属离子为__________。(写出所有可能情况)
（2）当溶液中金属离子只有Fe、Cu时，则b的取值范围是(用a、x表示)___________。
（3）当x＝0.5，溶液中Fe与Fe的物质的量相等时，在标准状况下共产生672 mL气体。则a＝____________、b＝_____________。

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