题目内容

5．某宝石甲是有广泛用途的新材料，耐高温、耐磨损．经元素分析仪和原子吸收光谱测定含Al、Mg、O三种元素．取24.4g该宝石甲滴加7.0mol•L-1盐酸，当加入盐酸至200mL时恰好反应完全，在向溶液中加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤，将沉淀进行充分灼烧，最后得固体4.0g．请推测并回答：
（1）宝石甲的化学式MgO．2Al2O3．
（2）宝石甲溶于盐酸的离子方程式MgO．2Al2O3+H+=14Mg2++4Al3++7H2O．
（3）金属镁与氧化铝在隔绝空气，高温下也能反应生成宝石甲，其化学方程式为3Mg+7Al2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MgO．2Al2O3+2Al．
（4）灼热的铝粉能在二氧化碳气体中燃烧，写出化学方程式4Al+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+3C．
（5）宝石甲能脱除钢水中的FeO，反应后生成氧化镁和另一种物质乙，均可浮在铁水的表面而除去．物质乙的化学式为FeO．2Al2O3．某同学为了证明钢水中的FeO是否被脱除干净，请设计实验方案加以验证：取少许磨成粉末的样品，取少许磨成粉末的样品，溶于足量的CuSO4溶液中，充分反应后过滤，洗涤，取滤渣少许滴加足量的稀硫酸溶解，充分反应后滴加高锰酸钾酸性溶液，如果高锰酸钾溶液褪色，则证明钢水中的FeO没有被脱除干净，如果高锰酸钾溶液不褪色，则证明钢水中的FeO已被脱除干净．

分析 宝石甲含有Al、Mg、O三种元素，可以看作氧化镁、氧化铝混合物，24.4g该宝石与盐酸反应消耗HCl为0.2L×7mol/L=1.4mol，即2n（MgCl2）+3n（（AlCl3）=1.4mol，生成的氯化镁、氯化铝混合溶液中加入过量氢氧化钠溶液，滤、洗涤，将沉淀进行充分灼烧，最后得固体4.0g为MgO，其物质的量为$\frac{4g}{40g/mol}$=0.1mol，则n（（AlCl3）=0.4mol，故n（MgO）=n（MgCl2）=0.1mol，n（Al2O3）=$\frac{1}{2}$n（（AlCl3）=0.2mol，宝石甲的化学式为MgO．2Al2O3．

解答 解：宝石甲含有Al、Mg、O三种元素，可以看作氧化镁、氧化铝混合物，24.4g该宝石与盐酸反应消耗HCl为0.2L×7mol/L=1.4mol，即2n（MgCl2）+3n（（AlCl3）=1.4mol，生成的氯化镁、氯化铝混合溶液中加入过量氢氧化钠溶液，滤、洗涤，将沉淀进行充分灼烧，最后得固体4.0g为MgO，其物质的量为$\frac{4g}{40g/mol}$=0.1mol，则n（（AlCl3）=0.4mol，故n（MgO）=n（MgCl2）=0.1mol，n（Al2O3）=$\frac{1}{2}$n（（AlCl3）=0.2mol，宝石甲的化学式为MgO．2Al2O3．
（1）宝石甲的化学式：MgO．2Al2O3，故答案为：MgO．2Al2O3；
（2）宝石甲溶于盐酸的离子方程式：MgO．2Al2O3+H+=14Mg2++4Al3++7H2O，
故答案为：MgO．2Al2O3+H+=14Mg2++4Al3++7H2O；
（3）金属镁与氧化铝在隔绝空气，高温下能反应生成宝石甲，其化学方程式为3Mg+7Al2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MgO．2Al2O3+2Al，
故答案为：3Mg+7Al2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MgO．2Al2O3+2Al；
（4）灼热的铝粉能在二氧化碳气体中燃烧，生成氧化铝与碳，反应化学方程式为：4Al+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+3C，
故答案为：4Al+3CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Al2O3+3C；
（5）宝石甲能脱除钢水中的FeO，反应后生成氧化镁和另一种物质乙，均可浮在铁水的表面而除去，相当于FeO与MgO发生交换，物质乙的化学式为FeO．2Al2O3，某同学为了证明钢水中的FeO是否被脱除干净，设计实验方案加以验证：取少许磨成粉末的样品，溶于足量的CuSO4溶液中，充分反应后过滤，洗涤，取滤渣少许滴加足量的稀硫酸溶解，充分反应后滴加高锰酸钾酸性溶液，如果高锰酸钾溶液褪色，则证明钢水中的FeO没有被脱除干净，如果高锰酸钾溶液不褪色，则证明钢水中的FeO已被脱除干净，
故答案为：FeO．2Al2O3；取少许磨成粉末的样品，溶于足量的CuSO4溶液中，充分反应后过滤，洗涤，取滤渣少许滴加足量的稀硫酸溶解，充分反应后滴加高锰酸钾酸性溶液，如果高锰酸钾溶液褪色，则证明钢水中的FeO没有被脱除干净，如果高锰酸钾溶液不褪色，则证明钢水中的FeO已被脱除干净．

点评 本题考查无机物推断，属于计算型推断，熟练掌握元素化合物性质，侧重考查学生分析计算能力，体现化学在社会生活生成中应用．

练习册系列答案
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15．关于电化学内容，下列说法正确的是（　　）
A．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+4H++4e-═2H2O
B．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑
C．粗铜精炼时，与电源正极相连是纯铜，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-═Fe2+
16．下列八种物质：①丙烯、②甲苯、③聚氯乙烯、④聚异戊二烯、⑤丙炔、⑥环己烷、⑦环己烯、⑧溴乙烷中既能使酸性高锰酸钾溶液褪色，又能使溴水因反应而褪色的是（　　）
A．①③④⑤⑦B．④⑤⑦C．④⑤D．①④⑤⑦
13．设NA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
A．1mol ${\;}_{92}^{235}$U核素含有中子数为235NA
B．1 L 0．l mol•L-1的醋酸溶液中含有H+数目为0.1NA
C．标准状况下，22.4L乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数目为2.5NA
D．常温常压下，l.6gCH4中含有共价键总数为0.4 NA
20．环境问题已经是我国面临的重大问题．
Ⅰ．减少二氧化碳的排放是一项重要课题．研究表明，C02经催化加氢可合成低碳醇：C02（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H20（g）△H几种化学键的键能如表所示
化学键C=0H-HC-CC-H0-HC-0
键能/kJ．mol-1803436332409463326
通过计算得出△H=-2208kJ/mol．
（2）在1.0L恒容密闭容器中投入lmolC02和2.75molH2发生该反应，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醉的物质的量如图所示．
当压强为P2，温度为512K时，向该容器中投入 lmol CO2、0.5mol H2、2mol CH3OH、0.6mol H20时，平衡向逆反应方向移动．
（3）以CH3OH、空气（02含量20%）、KOH溶液为 原料，以石墨为电极可直接构成燃料电池，则该电池的负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O；用该由池由储500mLImol/L CuSO4溶液，当燃料电池消耗标况下56L空气时，计算理论上两极电解产生气体的总物质的量1mol．
Ⅱ．SO2也是一种大气污染物，可以用海水处理含SO2的废气，海水中主要离子的含量如下：
成分含量/（mg/L）成分含量（mg/L）
Cl-18980Ca2+400
Na+10560HCO3-；142
SO42-2560Mg2+1272
（1）海水经初步处理后，还含有Ca2+、Mg2+，Na+、CL-，向其中加入石灰浆使海水中的Mg2+转换 为Mg（OH）2，当Mg2+刚好沉淀完全时，c（ Ca2+）为4.58mol/L
已知Ksp[Mg（OH）2]=1.2xl0-11   Ksp[Ca（OH）2]=5.5X10-6
（2）处理过的废气中S02的含量可以通过碘暈法来测定．用到的试剂有：0．l mol•L的碘标准溶液，淀粉溶液．当把处理后的废气以每分钟aL（标况下）的流速通入到lOOmL含有淀粉的碘标准液中，t min达到滴定终点．滴定终点的现象为溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复颜色计算该处理气中S02的含量$\frac{0.224}{at}$（用含a，t的式子表示）
10．下列说法正确的是（设NA为阿伏伽德罗常数）
A．标准状况下，2.24LSO3中硫原子数与1L0.1mol•L-1Na2SO3溶液中硫原子数相同
B．1mol•L-1FeCl3溶液全部制成胶体，其中含胶粒的数目小于NA
C．1molNa2O2中含有NA个阴离子
D．1L0.5mol•L-1Na2SO4溶液中阴离子所带电荷数为NA
1．氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗．纯化工业级氧化锌（含有Fe（+2价）、Mn（+2价）、Ni（+2价）等杂质）的流程如图所示：

提示：在本实验条件下，Ni（+2价）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2．
回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+，发生反应的离子方程式MnO4-+3Fe2++7H2O=3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+、2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质．
（2）反应③过滤得到的滤渣成分为锌、镍．
（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检查沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净．
（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3•xZn（OH）2．取干燥后的滤饼10.55g，锻烧后可得到产品8.1g，则x等于3．
18．回答有关氨气的问题．

（1）实验室用装置A制取氨气的化学方程式是Ca（OH）2+2NH4Cl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）用装置B也可制取氨气，简述反应原理CaO与水反应放热，促进氨气挥发；
（3）如图C、D、E三种收集氨气方法正确的是CD；
（4）甲、乙两同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气，并按如图F装置进行喷泉实验．简述能形成喷泉现象的实验原理：氨极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小．
19．对于反应2SO2+O2$?_{加热}^{催化剂}$2SO3，下列判断正确的是（　　）
A．达到反应限度时SO2的消耗速率必定等于SO3的生成速率相等
B．平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比为2：1：2
C．平衡时SO2的消耗速率必定等于O2的生成速率的2倍
D．若反应在恒容容器中进行，气体密度保持不变，可以判定反应到达平衡

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