题目内容

20．铝及其化合物在生产和生活等方面有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）镓、硼与铝位于同一主族，相同条件下，相同物质的量浓度的①Na[A1（OH）4]溶液、②Na[Ga（OH）4]溶液、③Na[B（OH）4]溶液，其pH由大到小的顺序为②①③（填序号）．
（2）（NH4）A1（SO4）2是一种重要的化工原料，向某种（NH4）A1（SO4）2溶液中滴加1mol•L-1 NaOH溶液，沉淀的质量随NaOH溶液体积变化如图所示．
①（NH4）A（SO4）2溶液中离子浓度由小到大的顺序为c（OH-）＜c（H+）＜c（Al3+）＜c（NH4+）＜c（SO42-）．
②AB段发生反应的化学方程式为NH4++OH-=NH3•H2O．
（3）以铝作阳极，常温下，离子液体（由有机阳离子、A12C17-、A1C14-组成）作为电解质溶    液，可在金属制品上镀铝．电镀过程中，不产生其他离子，且有机阳离子不参与电极反    应．则阳极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-．
（4）聚合氯化铝晶体是一种高效水处理剂，其化学式为[A12（OH）aC1b•nH2O]m．某工厂用工业废料为原料制取该物质的流程如图：

①聚合氯化铝晶体化学式中a和b必须满足的关系式为a+b=6．
②酸性溶液中一定存在的金属阳离子有Fe2+、Al3+．
③现有A1C13与FeCl3混合溶液，其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10mol，若向其中加入340mL、1mol•L-1 NaOH溶液，x=n（Al3+）/[n（A13+）+n（Fe3+）]，请在图中画出沉淀总物质的量y随x（0＜x≤0.6）的变化曲线．

分析 （1）根据同主族元素原子序数越大，金属性越强，其对应的盐碱性越强；
（2）①（NH4）Al（SO4）2溶液中铝离子、铵根离子发生水解使溶液显酸性，铝离子水解能力较强，据此分析；
②向（NH4）Al（SO4）2溶液中滴加1mol•L-1 NaOH溶液，OA段为氢氧根离子与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，AB段为氢氧根离子与铵根离子的反应；
（3）以铝作阳极，则阳极为铝失去电子发生氧化反应，据此分析；
（4）①根据化合物化合价代数和为0可得；
②由流程可知，向废料中加酸将金属离子溶解；
③发生反应Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓①Al3++3OH-=Al（OH）3↓②Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O ③，OH-适量时，Al3+、Fe3+生成沉淀，当OH-过量时，Al（OH）3溶解；采用极限的方法进行解答．

解答 解：（1）同主族元素原子序数越大，金属性越强，其对应的盐溶液碱性越强，镓、硼与铝位于同一主族，金属性镓＞铝＞硼，故碱性Na[Ga（OH）4]＞Na[A1（OH）4]＞Na[B（OH）4]；
故答案为：②①③；
（2）①（NH4）Al（SO4）2溶液中铝离子、铵根离子发生水解使溶液显酸性，铝离子水解能力较强，故离子浓度由小到大的顺序为：c（OH-）＜c（H+）＜c（Al3+）＜c（NH4+）＜c（SO42-）；
故答案为：c（OH-）＜c（H+）＜c（Al3+）＜c（NH4+）＜c（SO42-）；
②向（NH4）Al（SO4）2溶液中滴加1mol•L-1 NaOH溶液，OA段为氢氧根离子与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，AB段为氢氧根离子与铵根离子的反应，方程式为：NH4++OH-=NH3•H2O；
故答案为：NH4++OH-=NH3•H2O；
（3）以铝作阳极，常温下，离子液体（由有机阳离子、A12C17-、A1C14-组成）作为电解质溶液，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-；
故答案为：Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-；
（4）①[A12（OH）aC1b•nH2O]m中铝离子+3价，氯离子-1价，氢氧根离子-1价，化合物化合价代数和为0，则a+b=6；
故答案为：a+b=6；
②由流程可知，向废料中加酸将金属离子溶解，向浸出液中加入次氯酸钠得到沉淀，滤液合成产品，则沉淀也氢氧化铁，说明次氯酸钠将浸出液中亚铁离子氧化并调节pH，则加入的酸为非氧化性酸，溶解的金属离子一定有Fe2+、Al3+；
故答案为：Fe2+、Al3+；
③Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10mol，n（NaOH）=2mol/L×0.17L=0.34mol，
当溶液中不存在铝离子时，即x=0时，溶液中存在的沉淀为Fe（OH）3，据原子守恒得沉淀的物质的量=n（Fe（OH）3）=n（Fe3+）=0.10mol，
当x=0.4时，n（Al3+）=0.04mol，n（Fe3+）=0.06mol，铁离子完全沉淀需要n（NaOH）=3n（Fe3+）=0.18mol，铝离子完全沉淀需要n（NaOH）=3n（Al3+）=0.12mol，实际上n（NaOH）大于铁离子和铝离子完全沉淀需要的氢氧化钠的物质的量，所以氢氧化钠要溶解，假设氢氧化铝完全溶解，则需要n（NaOH）=n（Al3+）=0.04mol，所以氢氧化铝恰好完全溶解，则生成沉淀的物质的量就是氢氧化铁的物质的量，为0.06mol，
当x=0.6时，0.06mol的Al3+转化为0.06molAl（OH）3需要n（NaOH）=0.18mol，n（Fe3+）=0.04mol，铁离子完全沉淀需要n（NaOH）=3n（Fe3+）=0.12mol，还剩余0.04mol氢氧化钠和0.04mol氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，还剩余氢氧化铝沉淀0.02mol，所以沉淀的物质的量=0.04mol-0.02mol=0.06mol，

故0＜x≤0.6，图象为：；
故答案为：．

点评 本题以铝为载体，考查了混合物的计算、溶液中离子浓度的比较、电化学等知识点，侧重于铝相关物质的信息和图象读取能力的考查，根据铝离子和氢氧化钠溶液反应特点采用极限的方法进行分析，再结合原子守恒进行解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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渐溶解，有气泡冒出，溶液变成浅绿色．
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引发反应产生氢气，排出装置内的空气．
（3）在不拆卸装置的前提下，将A中溶液加入装置B的操作是
关闭活塞3，打开活塞2．
（4）尾气的成份是H2、CO2．（填化学式）．
（二）制备乳酸亚铁：
（5）FeCO3与乳酸[CH3CH（OH）COOH]反应的离子方程式为FeCO3+2CH3CH（OH）COOH=2CH3CH（OH）COO-+Fe2++CO2↑+H2O．
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11．下列有关气体体积的叙述中，正确的是（　　）
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8．无水MgBr2可用作催化剂．实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2，装置如图所示（夹持仪器略去）．主要步骤如下：
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步骤4：常温下用苯溶解粗品，冷却至0℃，析出晶体，过滤，洗涤得三乙醚合溴化镁，加热至160℃分解得无水MgBr2产品．
已知：
①Mg和Br2反应剧烈放热；MgBr2具有强吸水性．
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请回答：
（1）仪器A的名称是球形冷凝管，它在实验中的作用是使挥发出的乙醚和溴蒸气冷却并回流至反应装置．
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（4）请根据Mg的性质设计实验证明O2的氧化性比N2的强：将燃着的镁带分别插入O2和N2中，前者燃烧剧烈．
（5）将步骤得到的产品在干燥器中冷却到室温后，称量，其质量为61.4g．则该实验制取MgBr2的产率是80.1%．
15．下列物质在生活中有广泛应用，其中不属于离子化合物的是（　　）
A．NOB．Ca（ClO）2C．NaClD．NaHCO3
5．实验室可以用来直接加热的玻璃仪器是（　　）
A．小试管B．容量瓶C．量筒D．蒸发皿
12．A～H为中学化学中几种常见物质，它们之间的转化关系如图所示．常温下，A和G均为单质气体，同体C常用作干燥剂，E为无色、无味的液体，F为淡黄色粉末．回答下列问题：
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A．NOB．O2C．NH3D．NO2
10．过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂．某实验小组拟选用如下装置如图1（部分固定装置略）制备过氧化钙．

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