题目内容
Ⅰ．现有A、B、C三种均含铝元素的无机化合物，它们之间的转化关系如图（部分产物已略去）所示：
（1）①请写出B转化为C可能的两个离子方程式 ， ．
②A和C反应的离子方程式 ．
（2）若化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图．则固体混合物中Mg质量为 ；NaOH溶液物质的量浓度为 ．
Ⅱ．铁及其化合物在国民经济、日常生活中占有非常重要的地位，了解铁及其化合物的性质和用途非常重要．请回答下列问题：
（3）铁在自然界中以 态（填“游离”或“化合”）存在．其氧化物中常用作红色油漆和涂料的是 （填化学式）
（4）列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程式 ， ．
（5）下列对Fe2+的检验方法不合理的是 ．
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2+
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变成血红色，说明原溶液中含有Fe2+
C．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，再逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2+
（6）铁合金有下列数据：
某同学设计实验通过测定钢中所含碳的质量分数来确定钢的种类，取15g某碳素钢样品，按下列实验流程进行操作：
①A、B的作用是 ．
②充分加热完全反应后，D装置质量增加0.22g，该样品属于 钢．
③没有A、B装置，实验结果 （填“偏高”、“偏低”或“不影响”）．
（1）①请写出B转化为C可能的两个离子方程式
②A和C反应的离子方程式
（2）若化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图．则固体混合物中Mg质量为
Ⅱ．铁及其化合物在国民经济、日常生活中占有非常重要的地位，了解铁及其化合物的性质和用途非常重要．请回答下列问题：
（3）铁在自然界中以
（4）列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程式
（5）下列对Fe2+的检验方法不合理的是
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2+
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变成血红色，说明原溶液中含有Fe2+
C．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，再逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2+
（6）铁合金有下列数据：
| 钢 | |||
| 碳素钢（Fe、C、Mn、Si） | 合金钢 | ||
| 低碳钢 | 中碳钢 | 高碳钢 | 碳素钢+Cr、Mn、W、Ni、Co等 |
| 含碳量＜0.3% | 含碳量0.3%～0.6% | 含碳量＞0.6% | |
| 韧性好，强度低 | 韧性好、强度好 | 硬而脆 | 具有特殊性能 |
①A、B的作用是
②充分加热完全反应后，D装置质量增加0.22g，该样品属于
③没有A、B装置，实验结果
考点：镁、铝的重要化合物,金属与合金在性能上的主要差异,铁的氧化物和氢氧化物
专题：元素及其化合物
分析：（1）若A、B、C为三种均含铝元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B，可推知A为偏铝酸盐、D为强酸、B为氢氧化铝、C为铝盐（或者A为铝盐、D为强碱、B为氢氧化铝、C为偏铝酸盐），据此来回答；
（2）化合物B为Al（OH）3经过一系列反应可以得到单质E为Al，将一定质量的Mg和E （Al）的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．得到硫酸镁、硫酸铝，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，依据图象分析，开始是和过量的硫酸反应，随氢氧化钠加入，镁离子和铝离子沉淀，达到沉淀量最大后，继续加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解最后得到氢氧化镁沉淀，依据图象定量关系计算；
（3）根据铁的活泼性和其氧化物的性质来判断；
（4）磁性氧化铁是四氧化三铁，生成四氧化三铁的反应有铁在氧气中点燃和铁在水蒸气下高温反应制得；
（5）A．KSCN溶液与Fe3+溶液作用，溶液呈红色，能证明Fe3+存在，但Fe2+与KSCN溶液不反应；
B．氯气将Fe2+氧化成Fe3+；
C．氢氧化铁是红褐色沉淀；
（6）①根据实验目的回答；
②根据实验原理，D装置质量增加0.22g即生成的二氧化碳的质量，再根据碳守恒计算；
③没有AB，则二氧化碳变大，则含碳量变大．
（2）化合物B为Al（OH）3经过一系列反应可以得到单质E为Al，将一定质量的Mg和E （Al）的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体．得到硫酸镁、硫酸铝，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，依据图象分析，开始是和过量的硫酸反应，随氢氧化钠加入，镁离子和铝离子沉淀，达到沉淀量最大后，继续加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解最后得到氢氧化镁沉淀，依据图象定量关系计算；
（3）根据铁的活泼性和其氧化物的性质来判断；
（4）磁性氧化铁是四氧化三铁，生成四氧化三铁的反应有铁在氧气中点燃和铁在水蒸气下高温反应制得；
（5）A．KSCN溶液与Fe3+溶液作用，溶液呈红色，能证明Fe3+存在，但Fe2+与KSCN溶液不反应；
B．氯气将Fe2+氧化成Fe3+；
C．氢氧化铁是红褐色沉淀；
（6）①根据实验目的回答；
②根据实验原理，D装置质量增加0.22g即生成的二氧化碳的质量，再根据碳守恒计算；
③没有AB，则二氧化碳变大，则含碳量变大．
解答：
解：（1）若A、B、C为含铝元素的无机化合物，在溶液中A和C反应生成B，可推知A为偏铝酸盐、D为强酸、B为氢氧化铝、C为铝盐（或者A为铝盐、D为强碱、B为氢氧化铝、C为偏铝酸盐），则：B转化为C的所有可能的离子方程式为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O 或Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；A和C反应的离子方程式3AlO2-+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓，
故答案为：①Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；②3AlO2-+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓；
（2）化合物Al（OH）3经过一系列反应可以得到单质E为Al，将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，由图可知，200～240mL为氢氧化铝与氢氧化钠反应，可知n[Mg（OH）2]=0.15mol，根据Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g，
沉淀最大时为氢氧化镁、氢氧化铝，故n[Al（OH）3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据电荷守恒可知，20～200mL消耗氢氧化钠的物质的量等金属提供电子物质的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，则c（NaOH）=
=5mol/L，
故答案为：3.6g；5mol/L；
（3）根据铁在空气中易被氧化，故铁是以化合态存在；其氧化物中颜色是红色的是Fe2O3，故答案为：化合；Fe2O3；
（4）磁性氧化铁是四氧化三铁，生成四氧化三铁的反应有3Fe+2O2
Fe3O4；3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2，
故答案为：3Fe+2O2
Fe3O4；3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2
（5）A．KSCN溶液与Fe3+溶液作用的方程式为：Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3，而Fe2+与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3+，又含Fe2+，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3+而不能证明没有Fe2+，故A错误；
B．先通入Cl2，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故B错误；
C．加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，故C正确；
故选：AB；
（6）①根据实验原理分析，进入样品的空气不能含二氧化碳和水蒸气，所以AB的作用就是除去空气中的二氧化碳和水蒸气，故答案为：除去空气中的二氧化碳和水蒸气；
②根据实验原理，D装置质量增加0.22g即生成的二氧化碳的质量，再根据碳守恒则样品中的碳的质量为：
×12=0.06g，碳的质量分数为
×100%=0.4%
所以为中碳钢，故答案为：中碳；
③没有AB，则二氧化碳偏大，则含碳量偏高，故答案为：偏高．
故答案为：①Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；②3AlO2-+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓；
（2）化合物Al（OH）3经过一系列反应可以得到单质E为Al，将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体，待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，由图可知，200～240mL为氢氧化铝与氢氧化钠反应，可知n[Mg（OH）2]=0.15mol，根据Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g，
沉淀最大时为氢氧化镁、氢氧化铝，故n[Al（OH）3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根据电荷守恒可知，20～200mL消耗氢氧化钠的物质的量等金属提供电子物质的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，则c（NaOH）=
| 0.9mol |
| 0.2L-0.02L |
故答案为：3.6g；5mol/L；
（3）根据铁在空气中易被氧化，故铁是以化合态存在；其氧化物中颜色是红色的是Fe2O3，故答案为：化合；Fe2O3；
（4）磁性氧化铁是四氧化三铁，生成四氧化三铁的反应有3Fe+2O2
| ||
| ||
故答案为：3Fe+2O2
| ||
| ||
（5）A．KSCN溶液与Fe3+溶液作用的方程式为：Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3，而Fe2+与KSCN溶液不反应，如果该溶液既含Fe3+，又含Fe2+，滴加KSCN 溶液，溶液呈红色，证明存在Fe3+而不能证明没有Fe2+，故A错误；
B．先通入Cl2，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故B错误；
C．加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3+，故C正确；
故选：AB；
（6）①根据实验原理分析，进入样品的空气不能含二氧化碳和水蒸气，所以AB的作用就是除去空气中的二氧化碳和水蒸气，故答案为：除去空气中的二氧化碳和水蒸气；
②根据实验原理，D装置质量增加0.22g即生成的二氧化碳的质量，再根据碳守恒则样品中的碳的质量为：
| 0.22 |
| 44 |
| 0.06 |
| 15 |
所以为中碳钢，故答案为：中碳；
③没有AB，则二氧化碳偏大，则含碳量偏高，故答案为：偏高．
点评：本题考查无机物推断，属于开放性题目，需要学生熟练掌握元素化合物知识，（2）中计算关键清楚个阶段发生的反应，注意利用守恒思想解答，难度中等．
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