题目内容
18.若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3,规定必用的药品如下:350g 70% H2SO4溶液,NaOH固体240g,足量铝屑,水(不能用其他药品).甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1,W2,W3.三种实验方案如下:
甲:铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1g Al(OH)3
乙:铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2g Al(OH)3
丙:$\left.\begin{array}{l}{{铝→加H}_{2}S{O}_{4}溶液}\\{铝→加NaOH溶液}\end{array}\right\}$→W3g Al(OH)3.
试回答:
(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析,实验方案最合理的是丙;
(2)三位学生制得的Al(OH)3,W1,W2,W3其质量由大到小的顺序是W3>W1>W2;
(3)制得Al(OH)3的最大质量是520g.
分析 硫酸的物质的量为$\frac{350g×70%}{98g/mol}$=2.5mol,NaOH的物质的量$\frac{240g}{40g/mol}$=6mol,
甲中关系式为:Al~OH-~AlO2-~H+~Al(OH)3↓,硫酸过量,存在关系式:Al(OH)3~3H+~Al3+,
乙中关系式为:Al~3H+~Al3+~3OH-~Al(OH)3↓,氢氧化钠过量,存在关系式:Al(OH)3↓~OH-~AlO2-,
丙中关系式为:Al~3H+~Al3+,Al~OH-~AlO2-,3AlO2-~Al3+~4Al(OH)3↓,
结合关系式分析计算解答.
解答 解:(1)甲中关系式为:Al~OH-~AlO2-~H+~Al(OH)3↓,制备2molAl(OH)3,消耗2molOH-、2molH+;
乙中关系式为:Al~3H+~Al3+~3OH-~Al(OH)3↓,制备2molAl(OH)3,消耗6molOH-、6molH+;
丙中关系式为:Al~3H+~Al3+,Al~OH-~AlO2-,3AlO2-~Al3+~4Al(OH)3↓,制备2molAl(OH)3,消耗1.5molOH-、1.5molH+,
制备相同物质的量的制备Al(OH)3,丙消耗酸、碱最少,故实验方案最合理的是:丙,故答案为:丙;
(2)硫酸的物质的量为$\frac{350g×70%}{98g/mol}$=2.5mol,n(H+)=5mol,NaOH的物质的量$\frac{240g}{40g/mol}$=6mol,
甲中:由Al~OH-~AlO2-~H+~Al(OH)3↓,6molNaOH反应,得到6molAlO2-,消耗5molH+生成5molAl(OH)3;
乙中:由Al~3H+~Al3+~3OH-~Al(OH)3↓,5molH+反应,得到$\frac{5}{3}$molAl3+,消耗5molOH-得到$\frac{5}{3}$molAl(OH)3,剩余1molOH-,由Al(OH)3↓~OH-~AlO2-,可以溶解1molAl(OH)3,最终得到Al(OH)3为$\frac{5}{3}$mol-1mol=$\frac{2}{3}$mol;
丙中:由Al~3H+~Al3+,可知5molH+反应,得到$\frac{5}{3}$molAl3+,由Al~OH-~AlO2-,可知6molNaOH反应,得到6molAlO2-,由3AlO2-~Al3+~4Al(OH)3↓,可知Al3+不足,故得到Al(OH)3为$\frac{5}{3}$mol×4=$\frac{20}{3}$mol,
故W1,W2,W3其质量由大到小的顺序是:W3>W1>W2,
故答案为:W3>W1>W2;
(3)根据(2)中计算可知,Al(OH)3的最大质量为$\frac{20}{3}$mol×78g/mol=520g,
故答案为:520g.
点评 本题考查实验方案评价、化学方程式有关计算,题目涉及过程多,注意利用关系式解答,注意硫酸、氢氧化钠为定量,不能根据得到相同量的氢氧化铝消耗硫酸、氢氧化钠的量判断沉淀质量关系,难度较大.
| A. | 放热反应比吸热反应更容易发生 | |
| B. | 凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 | |
| C. | 向1L 1 mol/L NaOH溶液中加入一定量浓H2SO4溶液至恰好反应完全时,共放出65 kJ的热量.则表示该反应的中和热的热化学方程式为:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-65kJ•mol-1 | |
| D. | 已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ•mol-1,由此可知CO的燃烧热为283 kJ•mol-1 |
| A. | NH4+ | B. | CO2 | C. | SiH4 | D. | CH4 |
①O2 ②Cl2 ③F2 ④H2 ⑤NaOH溶液 ⑥H2O.
| A. | ①②③ | B. | ①②③⑤ | C. | ③⑤ | D. | 除⑥外 |
| 序号 | 氧化剂 | 还原剂 | 其它反应物 | 氧化产物 | 还原产物 |
| ① | Cl2 | FeBr2 | FeCl3 | ||
| ② | KMnO4 | H2O2 | H2SO4 | O2 | MnSO4 |
| ③ | KClO3 | HCl(浓) | Cl2 | Cl2 | |
| ④ | KMnO4 | HCl(浓) | Cl2 | MnCl2 |
| A. | 第①组反应的氧化产物一定只有FeCl3(实为Fe3+) | |
| B. | 第③组反应的产物还有KCl和H2O | |
| C. | 氧化性比较:KMnO4>Cl2>Fe3+>Br2>Fe2+ | |
| D. | 还原性比较:H2O2>Mn2+>Cl- |
| A. | 铝的化学性质稳定 | B. | 铝与氧气常温下不反应 | ||
| C. | 铝是两性元素 | D. | 铝与氧化合形成一层致密的氧化膜 |
| 选项 | 操作及现象 | 溶液 |
| A | 缓慢通入反应C+2H2O+2Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2+4HCl生成的气体,变浑浊,继续通入,浑浊消失 | Ca(OH)2溶液 |
| B | 通入SO2和SO3混合气体,溶液变浑浊,无任何气体生成 | Ba(NO3)2溶液 |
| C | 通入SO2,溶液变浑浊,继续通SO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊 | Ca(OH)2溶液 |
| D | 通入(NH4)2CO3受热分解产生的气体,变浑浊,继续通入,浑浊不消失 | Ca(OH)2溶液 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | K+、Na+、Cl-、SO42- | B. | NH4+、Na+、Cl-、CO32- | ||
| C. | K+、Na+、HCO3-、SO42- | D. | K+、Cu2+、H+、SO42- |