纳米氧化铝在陶瓷材料.电子工业.生物医药等方面有广阔的应用前景.它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如图1:(1)氧化过程的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．(2)检验上述流程中“过滤后杂质是否除尽的实验方法是取少量滤液于试管中.滴加几滴KSCN溶液.若溶液不变红色.则杂质已除尽.若溶液� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如图1：

（1）氧化过程的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（2）检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽，若溶液变红色，则杂质未除尽．
（3）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）取4.53g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51g Al₂O₃固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图2所示．请通过计算确定400℃时剩余固体成分的化学式（写出计算过程）．
[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al₂（NH₄）₂（SO₄）₄•24H₂O，化学式量为906]．

分析由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，加入氨水调节溶液PH值，Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃，过滤除去，滤液中含有硫酸铵，硫酸与氢氧化铝反应得到硫酸铝溶液，硫酸铵溶液与硫酸铝溶液混合后反应，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等得到硫酸铝晶体．
（1）酸性条件下，过氧化氢将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
（2）过滤后的滤液中可能含有Fe³⁺，用KSCN溶液检验是否含有Fe³⁺；
（3）流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；
（4）4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为$\frac{4.53g}{906g/mol}$=0.005mol，4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.005mol×24×18g/mol=2.16g，加热400℃时固体质量减少△m=4.53g-2.46g=2.07g＜2.16g，说明失去部分结晶水，计算晶体中剩余结晶水的质量，进而计算剩余固体中n[（（NH₄）₂Al₂（SO₄）₄]：n（H₂O），据此确定化学式．

解答解：由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，加入氨水调节溶液PH值，Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃，过滤除去，滤液中含有硫酸铵，硫酸与氢氧化铝反应得到硫酸铝溶液，硫酸铵溶液与硫酸铝溶液混合后反应，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等得到硫酸铝晶体．
（1）酸性条件下，过氧化氢将溶液中Fe²⁺氧化为Fe³⁺，反应离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（2）过滤后的滤液中可能含有Fe³⁺，检验“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是：取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽，若溶液变红色，则杂质未除尽，
故答案为：取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽，若溶液变红色，则杂质未除尽；
（3）流程中“分离”是从溶液中获得晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）4.53g硫酸铝铵晶体的物质的量为$\frac{4.53g}{906g/mol}$=0.005mol，
4.53g硫酸铝铵晶体中水的质量为0.005mol×24×18g/mol=2.16g，
加热400℃时固体质量减少△m=4.53g-2.46g=2.07g＜2.16g，
剩余固体中结晶水的物质的量为$\frac{2.16g-2.07g}{18g/mol}$=0.005mol，
剩余固体中n[（NH₄）Al（SO₄）₂]：n（H₂O）=0.01mol：0.005mol=2：1，
故400℃时剩余固体成分的化学式为（NH₄）₂Al₂（SO₄）₄•H₂O．
答：400℃时剩余固体成分的化学式为（NH₄）₂Al₂（SO₄）₄•H₂O．

点评本题考查物质制备工艺流程、物质组成的计算等，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力，（4）中正确判断400℃时最终得到固体中是否含有结晶水是解本题关键，题目难度中等．

练习册系列答案

CH₃OH和C₃H₄

CH₄和C₃H₄O

CH₄和C₂H₄

CH₄和C₃H₄

	A．	碘单质的升华过程中，只需克服分子间作用力
	B．	NH₄Cl属于离子化合物，该物质中只存在离子键
	C．	在N₂、CO₂和SiO₂物质中，都存在共价键，它们都是由分子构成
	D．	金刚石和足球烯（C₆₀）均为原子晶体

16．工业生产中副产物的处理无论在经济效益、资源综合利用还是保护环境方面都具有重要意义，使用硫酸生产磷酸过程中往往将形成的副产物石膏（CaSO₄•2H₂O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物．
（1）氯化钙结晶水合物（CaCl₂•6H₂O）是目前常用的无机储热材料，是因为ad（选填序号）
a．熔点较低（29℃熔化） b．能导电
c．能制冷 d．无毒
（2）工业生产中将石膏加水得到悬浊液．再加入碳酸铵溶液后反应的离子方程式为Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，进行过滤，操作后所得溶液中往往混有（NH₄）₂CO₃，检验该溶液中是否含有CO₃^2-的方法是：向溶液中加入稀盐酸，如果有能使石灰水变浑浊的气体生成，则溶液中含CO₃^2-．．
（3）目前工业制纯碱主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，在“氨碱法”过程中产生大量CaCl₂废弃物，请写出该工艺中产生CaCl₂的化学方程式：2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O．

3．高纯MnCO₃是广泛用于电子行业的强磁性材料．MnCO₃为白色粉末，不溶于水和乙醇，在潮湿环境下易被氧化，温度高于100℃开始分解．
Ⅰ、实验室以MnO₂为原料制备MnCO₃
（1）制备MnSO₄溶液：
①主要反应装置如图1，缓慢通入经N₂稀释的SO₂气体，发生反应H₂SO₃+MnO₂═MnSO₄+H₂O．下列措施中，目的是加快化学反应速率的是AB（填标号）
A．MnO₂加入前先研磨 B．搅拌 C．提高混合其中N₂比例
②已知实验室制取SO₂的原理是Na₂SO₃+2H₂SO₄（浓）═2NaHSO₄+SO₂↑+H₂O．
选择如图2所示部分装置与如图1装置相连制备MnSO₄，应选择的装置有adef（填标号）．

③若用空气代替N₂进行实验，缺点是氧气能与亚硫酸反应生成硫酸，二氧化硫利用率降低．（酸性环境下Mn²⁺不易被氧化）
（2）制备MnCO₃固体：
实验步骤：
①向MnSO₄溶液中边搅拌边加入饱和NH₄HCO₃溶液生成MnCO₃沉淀，反应结束后过滤；
②…；
③在70-80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO₃固体．
步骤②需要用到的试剂有酒精．
Ⅱ．设计实验方案
（3）利用沉淀转化的方法证明K_sp（MnCO₃）＜K_sp（NiCO₃）：向MnCO₃固体中滴入NiNO₃溶液，白色固体转化为浅绿色固体．（已知NiCO₃为难溶于水的浅绿色固体）
（4）证明H₂SO₄的第二步电离不完全：配制0.1mol/L NaHSO₄溶液，测定溶液pH＞1，说明H₂SO₄的第二步电离不完全．[已知K_a（H₂SO₄）=1.1×10^-2]．

10．氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某小组模拟制备氨基甲酸铵的反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0．（温度对反应的影响比较灵敏）
（1）如用下图装置和选用的试剂制取氨气，其中错误的是AC；氨气的实验室制法的化学方程式是2NH₄Cl+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH₃ ↑+CaCl₂+2H₂O．

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把NH₃和CO₂通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl₄中．当悬浮物较多时，停止制备．（注：CCl₄与液体石蜡均为惰性介质．）

①发生器用冰水冷却的原因是降温提高反应物转化率、防止产物分解；液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例；
双通玻璃管的作用是防止倒吸；浓硫酸的作用是吸收多余氨气，防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．
为了得到干燥产品，应采取的方法是c（填写选项序号）．
a．常压加热烘干 b．高压加热烘干 c．减压40℃以下烘干
（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种．请利用下列试剂，设计实验方案，对制得的氨基甲酸铵中的杂质进行成分探究．取少量固体样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解，向试管中加入过量的BaCl₂溶液，若溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵，否则含有碳酸铵；取试管中的上层清液，滴加澄清石灰水，若变浑浊，证明固体中含有碳酸氢铵，否则不含碳酸氢铵
限选试剂：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、稀盐酸．

14．T℃时，将足量的BaSO₄固体溶于一定量水中达到溶解平衡后，假定溶液体积不变的情况下，加入Na₂CO₃使c（CO₃^2-）增大过程中，溶液中c（Ba²⁺）和c（SO₄^2-）的变化曲线如图所示．则下列说法错误的是（　　）

	A．	T℃时Ksp（BaSO₄）＜Ksp（BaCO₃）
	B．	当c（CO₃^2-）大于2.5×10^-4mol•L^-1时开始有BaCO₃沉淀生成
	C．	图象中代表沉淀转化过程中c（Ba²⁺）随c（CO₃^2-）变化的曲线是MP
	D．	反应BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）的平衡常数K=0.04

15．I₂在KI溶液中存在下列平衡：I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq），某I₂、KI混合溶液中，c（I₃^-）与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．下列说法不正确的是（　　）

	A．	反应I₂（aq）+I^-（aq）?I₃^-（aq）△H＜0
	B．	温度为T₁时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡不移动
	C．	若T₁时，反应进行到状态d时，一定有v_正＞v_逆
	D．	状态a与状态b相比，状态b时I₂的转化率更低

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