题目内容

15．某混合物A含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化：（因Al2O3和Fe2O3不溶于水，Al2（SO4）3溶于水，所以通过加水能够把它们分开）

据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤．
（2）根据上述框图反应关系，写出下列物质的化学式．沉淀固体BAl2O3；沉淀DFe2O3；．
（3）写出①、②、③、④四个反应化学方程式
①Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al（OH）4]；②Al2（SO4）3+6NH3．H2O=3（NH4）2SO4+2Al（OH）3↓；③Na[Al（OH）4]+HCl=NaCl+H2O+Al（OH）3↓；④2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O．
（4）如果把步骤③中适量的盐酸改为过量的二氧化碳则反应的离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

分析 Al2（SO4）3溶于水，Al2O3和Fe2O3均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是KAl（SO4）2，沉淀C为Al2O3和Fe2O3；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe2O3不反应，沉淀D为Fe2O3，Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al（OH）3沉淀，Al（OH）3受热分解生成固体B为Al2O3；
向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中E为（NH4）2SO4，经过蒸发、结晶，得到（NH4）2SO4，然后结合物质的性质及化学用语来解答．

解答 解：Al2（SO4）3溶于水，Al2O3和Fe2O3均不溶于水，混合物A加水溶解后，溶液中是Al2（SO4）3，沉淀C为Al2O3和Fe2O3；
由转化关系图可知，向沉淀C中加NaOH溶液，Fe2O3不反应，沉淀D为Fe2O3，Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al（OH）3沉淀，Al（OH）3受热分解生成固体B为Al2O3；
向溶液中加过量氨水，溶液与过量氨水反应，Al3+被沉淀，得到氢氧化铝沉淀，溶液中E为（NH4）2SO4，经过蒸发、结晶，得到（NH4）2SO4，
（1）溶液和沉淀的分离利用过滤，故答案为：过滤；
（2）由上述分析可知B为Al2O3，C为Al2O3、Fe2O3，D为Fe2O3 故答案为：Al2O3；Fe2O3；
（3）反应①为Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al（OH）4]，
反应②为Al2（SO4）3+6 NH3．H2O=3（NH4）2SO4+2Al（OH）3↓，
反应③为Na[Al（OH）4]+HCl=NaCl+H2O+Al（OH）3↓，
反应④为2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O，
故答案为：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al（OH）4]；Al2（SO4）3+6 NH3．H2O=3（NH4）2SO4+2Al（OH）3↓；Na[Al（OH）4]+HCl=NaCl+H2O+Al（OH）3↓；2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O；
（4）向NaAlO2溶液中通入CO2可得Al（OH）3沉淀，即AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．

点评 本题考查无机物的推断，为高频考点，综合考查元素化合物性质，侧重Al、Fe及其化合物性质的考查，注意氧化铝的两性，明确发生的化学反应为解答的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述不正确的是（　　）
A．标准状况下，17gH2O2中含极性键的数目为NA
B．1L 1mo/L的Fe2（SO4）3溶液中含有的硫酸根离子数为3NA
C．标准状况下，11.2LN2和H2的混合气体中所含原子数为NA
D．5.6gFe溶于1L 0.3moL/L硝酸中，转移的电子数为0.3NA
6．现有0.270kg质量分数为10%的溶液200ml，计算：
（1）溶液中CuCl2的物质的量．
（2）溶液中CuCl2的物质的量浓度．
3．下列物质间的转化通过一步化学反应不能实现的是（　　）
A．Al2O3→NaAlO2B．Fe→FeCl3C．Na2O→Na2CO3D．SiO2→H2SiO3
10．下列叙述中正确的是（　　）
A．氧化还原反应中得失电子总数一定相等
B．有单质参加的反应一定是氧化还原反应
C．电解质溶液中阴阳离子的总数一定相等
D．分解反应一定是氧化还原反应
20．碳及其化合物在生活、化工领域发挥着重要的作用．试回答下列问题：

（1）二甲醚（CH30CH3）是无色气体，可作为一种新型能源．工业上可用CO2和H2反应合成
二甲醚：2CO2（g）+6H2（g）?CH3OCH3（g）+3H2O （g）△H0已知：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ．mol-1
CH3OCH3（g）+H2O（g）?2CH3OH（g）△H2=+23.4kJ．mol-1
①△H=-130.8kJ．mol-1
②下列能判断恒温恒容条件下合成二甲醚的反应已达到平衡的依据为bc（填字母）．
a．气体密度不变
b．压强不变
c．气体平均相对分子质量不变
d．反应前n（C02）=2mol，n（H2）=6mol，一段时间后测得容器中的比值不变
③上述合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图1所示．T1温度下，将6mol CO2和12mol H2充人2L的恒容密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v（CH30CH3）=0.18 mol/（L•min）；A、B、C三点对应平衡常数KA、KB．KC之间的大小关系为KA=KC＞KB．
（2）有科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图2所示，若重整系统发生的反应中$\frac{n（FeO）}{n（C{O}_{2}）}$=4，则重整系统中发生反应的化学方程式为4FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$C+2Fe2O3
（3）以CO2为原料利用电解法可制取乙烯，其装置如图3所示．电极a为电源的负极（填“正极”或“负极”），生成乙烯的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O．
（4）常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液．反应NH4++HCO3-+H2O-NH3•H2O+H2CO3的平衡常数K=1.25×10-3．（已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数Kb=2×l0-5，H2C03的电离平衡常数K1=4×l0-7）
7．海水中含有丰富的镁资源．锂（Li）与镁元素性质相似．
（1）物质的量为0.10mol的锂在只含有N2和O2混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量m克，m的取值范围是0.7＜m＜1.5；
（2）锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池．某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示．电池反应为LiCoO2+C6$\frac{充电}{放电}$CoO2+LiC6，则放电时电池的正极反应为CoO2+Li++e-=LiCoO2．
（3）为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．

①在上述溶解过程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解过程中的化学反应方程式为8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O．
②调整PH=5-6的目的是使Fe3+、Al3+转化为Fe（OH）3、Al（OH）3除去．
4．实验室通常用如右图所示的装置来制取氨气．回答下列问题：
（1）制取氨气反应的化学方程式为：Ca（OH）2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
（2）收集氨气时，使用的试管（或集气瓶）必须干燥，其原因是氨气极易溶于水．
（3）氨气与浓盐酸挥发出的气体接触会出现白烟．
5．NA表示阿伏加德罗常数，下列判断错误的是（　　）
A．标准状况下，14g CO所含质子数为7NA
B．22g某气体含分子数为0.5NA，则其摩尔质量为44
C．标准状况下，33.6LCH4中含H原子数为6NA
D．1 mol Na 完全反应时，失去NA个电子

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