题目内容

16．金属及其化合物渗透在生活中的方方面面，其对我们的生活影响很大．
（1）铝热反应可以用于野外焊接钢轨．如图是某同学在实验室中进行
铝热反应（铝过量）的实验装置，实验中他观察到的现象之一为“纸漏斗
的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．
①根据装置图，判断该铝热反应的铝热剂为（写化学式）Al、Fe2O3．
②为定性检验铝热反应后的固体成分，请补充填写下表：
检验成分操作步骤实验现象与相关解释或结论
铝取少量反应后的固体于试管中，加入足量NaOH溶液，振荡①加入NaOH溶液后，固体部分溶解，用化学方程式解释原因Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
②观察到有气泡产生，证明存在Al．
铁红①另取少量反应后的固体于试管中，加入足量稀硫酸，
②（继续填写后续操作）向试管中滴加KSCN溶液		①加入硫酸，固体全部溶解，
②现象为溶液变红色，则证明存在铁红
（2）某锂离子电池正极材料含有钴酸锂（LiCoO2），其正极材料可再生利用，其中一步反 应是在加热条件下利用硫酸酸化的双氧水和钴酸锂反应得到CoSO4，写出该反应的化学方程式2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O
（3）纳米铁粉（Fe）可用于处理地下水中的污染物．一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4-与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4-，其离子方程式为2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B（OH）4-．
（4）某酸性工业废水中含有有毒的K2Cr2O7．光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+，现有1000L含 21.6mg/L的Cr2O72-溶液，需要27.0g草酸可以完全处理掉Cr2O72-（结果保留3位有效数字）．

分析 （1）①由图可知铝热剂为铝粉和氧化铁；
②铝与氧化铁在高温下生成铁和氧化铝，取反应后的固体加氢氧化钠，固体部分溶解，氧化铝与碱反应生成偏铝酸钠和水；铝和与氢氧化钠反应产生氢气；
检验氧化铁，可取少量样品加入稀硫酸中，滴加KSCN溶液检验三价铁离子即可；
（2）硫酸酸化的双氧水和钴酸锂反应得到CoSO4，Co的化合价降低，LiCoO2氧化双氧水后生成Co2+和O2；
（3）向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4-，反应中只有Fe、H元素化合价发生变化，结合质量守恒、电荷守恒可写出离子方程式；
（4）草酸中碳元素化合价为+3价，被氧化为+4价，Cr2O72-转化为Cr3+，根据电子守恒确定反应关系式再计算．

解答 解：（1）①由图可知铝热剂为铝粉和铁红即氧化铁，故答案为：Al、Fe2O3；
②铝与氧化铁在高温下生成铁和氧化铝，取反应后的固体加氢氧化钠，固体部分溶解，氧化铝与碱反应生成偏铝酸钠和水，反应方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；铝和与氢氧化钠反应产生氢气，可取少量固体样品加入NaOH溶液中，若有气泡产生，说明该样品中含有铝；
检验氧化铁，可取少量样品加入稀硫酸中，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明原样品中含有Fe2O3；
故答案为：

检验成分操作步骤实验现象与相关解释或结论
铝①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
②有气泡产生
铁红向试管中滴加KSCN溶液②溶液变红色
（2）硫酸酸化的双氧水和钴酸锂反应得到CoSO4，Co的化合价由+3价降到+2价，LiCoO2氧化双氧水后生成Co2+和O2，方程式为2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；
（3）向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合价为+3）与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B（OH）4-，反应中只有Fe、H元素化合价发生变化，发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B（OH）4-，
故答案为：2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B（OH）4-；
（4）草酸中碳元素化合价为+3价，氧化产物为CO2，被氧化为+4价，化合价共升高2价，Cr2O72-转化为Cr3+，化合价共降低了6价，根据电子守恒，参加反应的Cr2O72-与草酸的物质的量之比为是1：3，1000L含21.6mg/L的Cr2O72-物质的量为故答案为$\frac{1000L×0.0216g/L}{216g/mol}$=0.1mol，则草酸的物质的量为0.3mol，其质量为：0.3mol×90g/mol=27.0g，故答案为：27.0．

点评 本题考查铝热反应以及氧化反应还原的综合应用，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握铝及其化合物的性质，综合性较强．

练习册系列答案
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6．下列根据实验现象所得出的结论不正确的是（　　）
A．无色溶液使紫色石蕊试液变蓝；结论：溶液一定呈碱性
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C．在无色溶液中加入Na2CO3溶液产生白色沉淀；结论：溶液中一定含有Ca2+
D．在无色盐溶液中加入NaOH溶液，加热产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝；结论：溶液一定含有NH4+
7．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4NH3•H2O═AlO2-+4NH4++2H2O
B．澄清石灰水与过量小苏打溶液混合：Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O
C．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3•H2O+CO2═CO32-+2NH4++H2O
D．溴化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
4．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．78gNa2O2固体中阴离子的个数为2NA
B．标准状况1.12L氯气与H2O反应，反应中转移的电子数为0.1NA
C．CO2通过Na2O2使其增重ag时，反应中转移的电子数为$\frac{a{N}_{A}}{56}$
D．60gSiO2含有的化学键数目为4NA
11．25℃时，0.1mol/L稀醋酸加水稀释，如图中的纵坐标y可以是（　　）
A．溶液的pHB．醋酸的电离平衡常数
C．溶液中醋酸的物质的量浓度D．醋酸的电离程度
1．使用酒精灯时，错误的操作是（　　）
A．用火柴点燃酒精灯
B．熄灭酒精灯火焰时，用灯帽盖灭
C．用酒精灯外焰给物质加热
D．用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯
8．NA为阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是（　　）
A．1.0 L 1.0mol•L-1的KClO4水溶液中含有的氧原子数为4NA
B．28g CH3=CH-CH3和的混合物中所含共用电子对数目为6NA
C．25℃时pH=1的H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
D．0.1mol 3H37Cl分子中所含中子数为2.3NA
10．下列关于氯及其化合物说法正确的是（　　）
A．漂白粉是混合物，有效成分是Ca（ClO）2
B．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
C．Cl2能使湿润的有色布条褪色，说明Cl2具有漂白性
D．实验室用二氧化锰与稀盐酸反应制取Cl2
11．设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
①常温常压下，17g甲基（-14CH3）中所含的中子数为9NA
②常温常压下，6.4gCu与40ml10mol•L-1浓HNO3作用，产生NO2分子的数目为0.2NA
③1.6g甲烷中含有的C-H键数目为0.1NA
④某温度时，1LpH=6的纯水中含有1.0×10-6NA个H+
⑤7.8g  中含有的碳碳双键数目为0.3NA
⑥20g氖气中所含的原子数目为NA
⑦25℃时，pH=12的NaHCO3溶液中含有OH-的数目为0.01NA
⑧含NA个阴离子的Na2O2溶于水形成1L溶液，其浓度为1mol•L-1．
A．①②⑦B．④⑥C．③⑤⑧D．②③⑤⑥

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