题目内容

【题目】铝是一种轻金属,被称为金属界的“万金油”,应用范围极其广阔,含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。

(1)写出金属铝与NaOH反应的化学方程式,并标出电子转移数目和方向: _______________________________________________________________________。

将一滴汞滴在已除去表面氧化膜的铝片上,放置在空气中等待片刻,滴在汞的地方会较快地长出“白毛”,其成分为_______________。

a. Al2O3 b . Al(OH)3 c. HgO d.铝汞齐

(2)某兴趣小组尝试分离Fe2O3和Al2O3的混合物,流程图,写出下列操作的名称及物质的化学式:

操作a的名称为_____________;

试剂X__________;不溶物A__________;

气体Y__________;

(3)写出Al(OH)3的电离方程式____________________________________________。实验室通常用AlCl3溶液作为制备Al(OH)3的原料,写出在溶液中滴加过量NaOH溶液的化学方程式:_________________________________________________。

(4)在100mL 2mol/L AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,过滤、洗涤、烘干后得到7.8g Al(OH)3沉淀,则加入的NaOH的物质的量为__________mol。

(5)氢氧化铝是应用广泛的无机阻燃添加剂,阻燃时发生的化学反应为:2 Al(OH)3 Al2O3+3H2O根据方程式解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因:_______________________________________________________________________。

【答案】 a 过滤 NaOH溶液 Fe2O3 CO2 H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3Al3++3OH- AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O 0.3mol或0.7mol Al(OH)3在高温下能分解出H2O,其他产物无毒,且此反应为吸热反应。

【解析】

(1)铝作还原剂,水作氧化剂,根据氧化还原反应的规律分析作答;根据铝的化学性质活泼分析;

(2)利用氧化铝与氧化铁不一样的化学性质分析;

(3)Al(OH)3为两性氢氧化物;溶液中滴加过量NaOH溶液会生成偏铝酸钠、氯化钠与水;

(4)根据碱的用量是否能溶解沉淀氢氧化铝分类讨论;

(5)从分解反应的特点考虑。

(1)反应化学方程式为2A1+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑,Al失去电子,水中H得到电子,反应转移6e-,则电子转移的方向和数目为;

将一滴汞滴在已除去表面氧化膜的铝片上,放置在空气中等待片刻,滴有汞的地方会较快地长出“白毛”,这是因为铝汞齐的存在,这时的氧化铝不再是致密结构,生成疏松的白色氧化铝成毛刷状,铝化学性质比较活泼,易与氧气生成氧化铝,而汞化学性质不活泼,所以生成的白毛为氧化铝,化学式为Al2O3,答案选a;

(2) Fe2O3和Al2O3的混合物加入试剂X后通过操作a得到偏铝酸钠溶液和不溶物,则操作a为固液分离,名称为过滤;

氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,故试剂X为NaOH溶液;Fe2O3不能与NaOH溶液反应,故不溶物A为Fe2O3;氢氧化铝能溶于强酸强碱,但不溶于弱酸,则偏铝酸钠可通入CO2反应产生Al(OH)3,故气体Y为CO2;

(3) Al(OH)3为两性氢氧化物,能发生酸式电离和碱式电离,电离方程式为H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3Al3++3OH-;

常用AlCl3溶液作为制备Al(OH)3的原料,在AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠、氯化钠和水,反应的化学方程式为:AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O;

(4) 100mL2mol/L AlCl3溶液中AlCl3的物质的量为0.1L×2mol/L=0.2mol;沉淀的质量是7.8g,其物质的量为 =0.1mol,

①若碱不足,由Al3++3OH-═Al(OH)3↓可知,

NaOH的物质的量为0.1mol×3=0.3mol;

②碱与铝离子的物质的量之比大于3:1,小于4:1,

则由 Al3++3OH-═Al(OH)3↓

0.2mol 0.6mol 0.2mol

Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O

(0.2-0.1)mol 0.1mol

则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol;

(5) Al(OH)3在高温下能分解出H2O,阻燃时发生的化学反应为:2 Al(OH)3 Al2O3+3H2O,其他产物无毒,且此反应为吸热反应,故氢氧化铝是应用广泛的无机阻燃添加剂。

练习册系列答案
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(1)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、70~120 ℃和催化剂条件下合成DMC。

已知:①CO(g) +1/2O2(g) === CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1

②H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1

③2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-15.5 kJ·mol-1

则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(l) ΔH=________。

(2)在2L的密闭容器中通入2 mol CH3OH和1 mol CO2,按反应③合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示,则:

①A点的平衡常数为_________________

②v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为__________________;

③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是________。

A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)

B.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变

C.恒容条件,容器内气体的密度保持不变

D.各组分的物质的量分数保持不变

(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:

反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)

反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)

为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。

①该催化剂在较低温度时主要选择________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。

②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为________________________________。

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