题目内容

(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片,分别与浓度均为6 mol?L-1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后,取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。
(1)上述反应剩余铝片的质量,前者________后者(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(2)观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊,且试管底部有少量黑色固体。
查资料已知:
①铝与盐酸反应,因反应过快而变成粉末分散到溶液中,形成黑色固体
②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式: ________。
(3)为探究(2)中黑色固体的成分,提出合理假设。
假设1:黑色固体是Al和Fe
假设2:黑色固体是Al和Si
假设3:黑色固体是Al和_______________
(4)设计实验方案,基于假设3进行实验,验证黑色固体含有Al之外的其它成分。
限选实验试剂:蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。
实验步骤
预期实验现象和结论
步骤1:将反应所得浊液过滤、洗涤,取少量固体于试管中,加入足量的6mol·L-1  H2SO4溶液,充分振荡,静置。
___________________________________,
证明黑色固体含有Si
步骤2:
 
 
 
(5)已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解,
滤去不溶物(不考虑可溶物的损失),配成250mL溶液,取出25.00mL溶液,按下列操作进行实验:

在上述操作中,需要用到的玻璃定量仪器有________________________________;
计算黑色固体中Al的质量分数为__________________(相对原子质量:Al-27  Fe-56  H-1  O-16)。
(1)大于(2分) (2)②4Al+3SiO23Si+2Al2O3(3分) (3)Fe、Si(2分)
(4)
步骤1:
有气体放出,黑色固体部分溶解(1分)
步骤2:取A试管中少量上层清夜,加入少量新制氯水,再滴加1~2滴20%KSCN溶液(2分)
(或其他合理答案)
溶液显红色,证明黑色固体含有Fe(1分)
(5)250mL容量瓶、碱式滴定管(2分)    (3分)
(1)等量的铝消耗的盐酸多于氢氧化钠的,所以盐酸中剩余的铝多。
(2)铝和二氧化硅的反应是置换反应,反应式为4Al+3SiO23Si+2Al2O3。
(3)根据假设1、2可知,假设3应是Al和Fe、Si。
(4)由于铁能和酸反应,硅不能。但硅能和氢氧化钠溶液反应,而铁不能,据此可以鉴别。
(5)配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶,溶液显碱性,准确量取溶液需要碱式滴定管。最后得到的固体是氧化铝,黑色固体中Al的质量分数为
练习册系列答案
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(15分)某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并放出耀眼的光芒”;“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
 
Ⅰ.(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁的低,此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金。你认为他的解释是否合理______(填“合理”或“不合理”)。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________,反应的离子方程式为____________________________。
Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。取一定量该熔融物与足量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐渐滴加4 mol·L-1 NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积V(NaOH)与产生沉淀的物质的量n(沉淀)的关系如图所示。试回答下列问题:

(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生的离子方程式为:_______________。
(2)在DE段沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为:_______。
(3)由上述图像分析可知,溶液中离子结合OH-的能力由强到弱的顺序是___________。(用离子符号表示)
(4)B与A的差值___________mol。
(5)B点对应的沉淀的物质的量为_______ mol,C点对应的溶液体积为____mL。

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