题目内容
铝及铝合金经过阳极氧化,铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组对铝表面氧化膜的保护作用展开了研究,他们查阅有关资料得知:尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(如空气、水等)隔绝,对铝制品起到保护作用,但铝制容器仍不能长期盛放或腌制咸菜。该小组同学设计了一个实验以探究其中的原因。他们的实验过程如下所示:
| 实验 | ||
| 编号 | 实验过程 | 实验现象 |
| 1 | 取一小片铝片于试管中,加入2 mL 1.0 mol·L-1盐酸 | 30 s时开始有少量气泡,然后产生气泡的速率逐渐加快,最后铝片消失 |
| 2 | 取一小片铝片于试管中,加入2 mL 0.5 mol·L-1硫酸 | 55 s时开始有少量气泡,然后产生气泡的速率逐渐加快,最后铝片消失 |
| 3 | 取一小片铝片于试管中,加入氯化铜稀溶液 | 3 min左右表面产生少量气泡,且铝表面析出一些红色固体 |
| 4 | 取一小片铝片于试管中,加入硫酸铜稀溶液 | 一直没有明显的变化 |
(1)你认为实验1、2中盐酸和硫酸的浓度分别为1.0 mol·L-1、0.5 mol·L-1的原因是__________________________________。
(2)根据该实验现象,你认为铝制容器不能长期盛放或腌制咸菜的原因是__________________________________________________。
答案 (1)保持两溶液中H+的浓度相同,对比Cl-和SO
对实验产生的不同影响 (2)腌制咸菜加入食盐带入的Cl-和腌制过程中产生的酸会腐蚀铝质容器表面的氧化膜,破坏容器,也引入Al3+,影响人的身体健康
解析 对比1、3实验可知H+的浓度影响氧化膜的溶解,4实验说明氧化膜的溶解与SO
无关。两种酸采用不同的浓度是为了保持H+的浓度相同。腌制咸菜时会产生酸,同时有氯离子存在,会使铝的氧化膜溶解,从而引入Al3+,影响人的身体健康。
有难溶于水的粉末状固体样品,可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种。研究小组通过实验确定样品的成分。
查阅资料知:
①Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O;
②部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见下表:
| 物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 1.8 | 6.3 | 5.2 |
| 完全沉淀的pH | 3.0 | 8.3 | 6.7 |
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1
实验步骤:
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO,调节溶液的pH至4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH,调节溶液的pH到7~8,产生蓝色絮状沉淀。
请回答下列问题。
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为__________________。
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是________。
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有的阳离子是__________;为验证溶液C中存在该阳离子,可选用的试剂及对应的现象是__________________。
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是______________。
(5)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为____________;________________。(用化学式表示、任写两种即可)
下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如下图所示转化关系的是( )
| 选项 | X | Y | Z | 箭头上所标数字的反应条件 |
| A | CaO | Ca(OH)2 | CaCO3 | ①常温加水 |
| B | AlCl3 | NaAlO2 | Al(OH)3 | ②通入CO2 |
| C | Fe | FeCl2 | FeCl3 | ④加入铁粉 |
| D | Cl2 | Ca(ClO)2 | HClO | ③加浓盐酸 |
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