题目内容

15．某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3，SiO2）提取氧化铝，流程如图，回答下列问题：

（1）画出Al的原子结构示意图．
（2）写出反应①中主要成分发生反应的化学方程式方程式：Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O．
（3）沉淀X的化学式SiO2．沉淀X与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2OH-+SiO2=SiO32-+H2O．
（4）实验室中甲同学用如图装置 （图1）制备CO2气体并通入滤液B中制备Al（OH）3，实验时结果没有产生预期现象．乙同学分析以为：甲同学通入的CO2气体中含有HCl气体是导致实验失败的原因，解决的方案是在装置（图1）中①和②之间增加（图2）．则装置中的试剂x应为饱和NaHCO3溶液．

（5）工业上通常以铝土矿提取得到的Al2O3为原料制备无水氯化铝：2Al2O3+3C+6Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4AlCl3+3CO2↑，该反应中的还原剂是C，氧化剂是Cl2．制得5.6L（标准状况）CO2气体，有4mol电子发生转移．

分析 氧化铝、氧化铁与盐酸反应，二氧化硅不反应，过滤分离，滤液中含有氯化铝、氯化铁等，加入过滤的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀、偏铝酸钠与氯化钠，再过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、氯化钠等，通入过量的二氧化碳，得到氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，氢氧化铝加入分解得到氧化铝．
（1）Al原子核外电子数为13，结合核外电子排布规律画出原子结构示意图；
（2）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水；
（3）二氧化硅不溶于盐酸；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠与水；
（4）试剂x可以吸收HCl，不能吸收二氧化碳，生成二氧化碳最好；
（5）所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，所含元素化合物升高的反应物为还原剂；反应中化合价升高的元素转移碳元素，计算二氧化碳物质的量，根据碳元素化合价变化计算．

解答 解：氧化铝、氧化铁与盐酸反应，二氧化硅不反应，过滤分离，滤液中含有氯化铝、氯化铁等，加入过滤的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀、偏铝酸钠与氯化钠，再过滤分离，滤液中含有偏铝酸钠、氯化钠等，通入过量的二氧化碳，得到氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，氢氧化铝加入分解得到氧化铝．
（1）Al原子核外电子数为13，结合核外电子排布规律，可知原子结构示意图为：，
故答案为：；
（2）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，反应方程式为：Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O，
氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，反应方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，
故答案为：Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O，Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；
（3）二氧化硅不溶于盐酸，沉淀X为SiO2，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠与水，反应离子方程式为：2OH-+SiO2=SiO32-+H2O，
故答案为：SiO2；2OH-+SiO2=SiO32-+H2O；
（4）试剂x可以吸收HCl，不能吸收二氧化碳，生成二氧化碳最好，除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液，
故答案为：饱和NaHCO3；
（5）2Al2O3+6Cl2+3C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4AlCl3+3CO2↑反应中氯元素化合价由0价降低为-1价，氯气是氧化剂，碳从0价变为+4价，是还原剂，若制得22.4L（标况下）CO2气体时，即1mol二氧化碳，转移电子为1mol×4=4mol，
故答案为：C；Cl2；4．

点评 本题以化学工艺流程为载体，考查元素化合物性质、常用化学用语、化学实验、氧化还原反应反应等，较好地考查学生对知识的迁移运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验
编号		室温下，试管中所加试剂及用量/mL室温下，溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L
H2C2O4溶液		H2O0.2mol/L
KMnO4溶液		3mol/L
H2SO4溶液
13.02.03.02.04.0
23.03.02.02.05.2
33.04.01.02.06.4
请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件相同时，增大KMnO4的浓度，化学反应速率增大；
（2）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：v（KMnO4）=1.5×10-2mol/（L•min）；
（3）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+）随时间变化趋势的示意图，如图l所示．但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+）随时间变化的趋势应如图2所示．
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究．

①该小组同学提出的假设是生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）；
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白．
实验
编号		室温下，试管中所加试剂及用量/mL再向试管中加入少量固体室温下，溶液褪至无色所需时间/min
0.6mol/L
H2C2O4溶液		H2O0.2mol/L
KMnO4溶液		3mol/L
H2SO4溶液
43.02.03.02.0t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是与实验1比较，溶液褪色所需时间短（或所用时间（t）小于4min）．
6．表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素．

（1）表中位于ds区的元素是⑩（填编号），写出该元素基态原子的电子排布式[Ar]3d104s1．
（2）①和⑧形成的化合物分子中，中心原子的杂化轨道类型为sp，⑥和⑧形成的化合物的晶体类型是分子晶体．
（3）②、③、④三种元素中，第一电离能最大的是②（填编号）．
（4）元素③的简单气态氢化物在水中的溶解度比同族其它元素的氢化物大得多的原因是分子之间形成氢键．
（5）⑤与④形成的晶体的熔点高于⑤与⑦形成的晶体熔点，原因是氧离子半径小于硫离子半径，则MgO中离子键短，键能大．
（6）1183K以下，元素⑨的单质为体心立方晶体（晶胞结构如图1），1183K以上转变为面心立方晶体（晶胞结构如图2）．在图2中，与一个原子距离最近且相等的原子个数为12，图1与图2所示晶胞中含有的原子个数之比为1：2．
3．铬是极硬的银白色金属，主要用于冶炼各种合金钢和电镀．已知铬在自然界最重要的矿物是铬铁矿[Fe（CrO2）2或FeO．Cr2O3]，工业上制备较纯的金属铬的方法常用铝热法，其中一种简要流程．

（1）如果在实验室模拟操作①，应包括过滤和洗涤．实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水自然流尽后重复2-3次．
（2）完成流程图中铬铁矿焙烧时的化学反应方程式4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CrO4+8CO2+2Fe203．
（3）重铬酸钾为橙红色晶体，广泛用于鞣革、电镀、有机合成等领域．鞣革过程中，生皮中蛋白质发生了变性而变得经久耐用．工业科用电解法来处理含Cr2O72-废水，实验室利用如图装置模拟该法．电解过程中溶液里发生反应：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．若某一时间段内溶液中减少了0.1molCr2O72-，则这段时间电路中至少转移了0.12mol电子
（4）已知：
①25℃时Na2CrO4溶液中仅存在两种含铬离子（CrO42-、Cr2O72-），在溶液中存在：
2CrO42-（黄色）+2H+?Cr2O72-（橙色）+H2O  K=5×1014
②25℃时，BaCr2O7易溶于水，BaCrO4难溶于水，且Ksp（BaCrO4）=1×10-10
Ⅰ．第①步反应的下列状态一定达到平衡的是c
a．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同
b.2v（Cr2O72-）-v（CrO42-）
c．溶液的颜色保持不变
Ⅱ．若将0.2mol/L的Na2CrO4溶液和一定浓度的硝酸等体积混合，充分混合后溶液的pH=2，则此时溶液中两种含铬离子浓度之比$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{c（Cr{O}_{4}^{2-}）}$的近似值5×109，取此混合液1ml与1mL2mol/L的BaCl2溶液混合，试判断混合溶液能（填“能”或“不能”）生成沉淀．
10．海带中含有丰富的碘．为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验．

请回答以下有关问题：
（1）灼烧海带时，是将处理好的海带用酒精湿润后在干锅中进行，请问有酒精进行湿润的目的是促进海带快速燃烧．
（2）步骤③的实验操作名称是过滤；在实验室进行该项操作时，用到的玻璃仪器除了漏斗、玻璃棒外还有烧杯．
（3）步骤④反应的离子方程式为2I-+MnO2+4H+=I2+Mn2++2H2O；该步骤所用氧化剂还可以用氯水、H2O2等替代．
（4）用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液，其实验操作可分解为如下几步：
（A）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈上；
（B）把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
（C）检验分液漏斗的活塞与上口的玻璃塞是否漏水；
（D）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
（E）旋开活塞，用烧杯接受溶液；
（F）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；
（G）将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上边凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；
（H）静置、分层．
①正确操作步骤的顺序是（用上述各操作的编号字母填空）：
C→B→D→A→G→H→E→F．
②（G）步骤操作的目的是保证漏斗中液体顺利流出．
（5）已知3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O，5I-+IO3-+6H+=3I2↓+3H2O．在进行第⑥步操作时，先在碘的CCl4中加入适量40%NaOH溶液，至CCl4层变为无色，分液．接下来的操作方法是在所得水溶液中加入过量的稀硫酸，过滤得碘单质．
20．已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该反应只有在加热条件下才能进行
B．该反应中D的能量可能大于反应物A和B的能量之和
C．该反应为放热反应
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
7．下列各项比较错误的是（　　）
A．微粒半径：r（Na+）＞r（Mg2+）＞r（Al3+）B．酸性强弱：HClO＞H2SO3＞H3PO4
C．稳定性：HF＞H2O＞H2SD．碱性强弱：Pb（OH）4＞Sn（OH）4＞Ge（OH）4
4．如图，在左试管中先加入3mL的乙醇，并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸，再加入2mL乙酸，充分摇匀．在右试管中加入5mL饱和Na2CO3溶液．按图连接好装置，用酒精灯缓慢加热．
（1）写出左试管中主要反应的方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O；
（2）加入浓硫酸的作用：催化剂；吸水剂；
（3）饱和Na2CO3的作用是：除去乙酸；吸收乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度便于分层．
（4）反应开始时用酒精灯对左试管小火加热的原因是：加快反应速率；
同时防止反应物未来得及反应而挥发损失；（已知乙酸乙酯的沸点为77℃；乙醇的沸点为78.5℃；乙酸的沸点为117.9℃）
（5）分离右试管中所得乙酸乙酯和Na2CO3溶液的操作为（只填名称）分液．
5．可逆反应H2（g）+I2（g）═2HI（g）达到平衡时的标志是（　　）
A．混合气体密度恒定不变
B．混合气体的颜色不再改变
C．H2、I2、HI的浓度相等
D．H2、I2、HI在混合气体中体积分数相等

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网