摘要:Al2O3.Al(OH)3的两性及Al3+.Al(OH)3.AlO2-间的转化关系.结合Al(OH)3的制备实验.计算及在生产生活中的应用进行综合考查

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(2012?顺义区二模)硫酸铝铵常用于水的净化以及工业水的处理.硫酸铝铵是白色透明结晶硬块,易溶于热水,水溶液呈酸性;随温度升高、脱去结晶水,产生晶变.工业用铝土矿(主要成分Al2O3、少量SiO2、Fe2O3、MgO等)为原料制取硫酸铝铵的工艺流程示意图如下:

部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2
开始沉淀pH 3.8 2.7 9.4
完全沉淀pH 5.2 3.2 12.4
请回答下列问题:
(1)步骤③中调节pH使Fe(OH)3沉淀完全,检验Fe3+是否沉淀完全的操作是
取少量溶液C于试管中,加入2~3滴KSCN溶液,若溶液变成红色,说明Fe3+未沉淀完全;若溶液不变色,说明Fe3+已沉淀完全
取少量溶液C于试管中,加入2~3滴KSCN溶液,若溶液变成红色,说明Fe3+未沉淀完全;若溶液不变色,说明Fe3+已沉淀完全
.
(2)若X为NaOH,步骤④中发生反应的离子方程式是
Al3+﹢3OH-=Al(OH)3↓
Al3+﹢3OH-=Al(OH)3↓
.
(3)用化学平衡移动原理解释步骤⑤中加入硫酸的作用
硫酸电离出氢离子与氢氧化铝电离出氢氧根离子反应生成水,使Al(OH)3溶解平衡右移,至Al(OH)3溶解
硫酸电离出氢离子与氢氧化铝电离出氢氧根离子反应生成水,使Al(OH)3溶解平衡右移,至Al(OH)3溶解
.
(4)硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是
Al3+﹢3H2O?Al (OH)3﹢3H+、NH4++H2O?NH3?H2O+H+
Al3+﹢3H2O?Al (OH)3﹢3H+、NH4++H2O?NH3?H2O+H+
(用离子方程式表示).浓度均为0.1mol/L硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液,c(Al3+) 较大的是
硫酸铝铵
硫酸铝铵
(填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”)溶液.
(5)步骤⑥中,要求温度控制在90-100℃之间至硫酸铵全部溶解,其原因是
因为硫酸铝铵易溶于热水,有利于生成;随温度升高、脱去结晶水,产生晶变.所以
温度控制在90-100℃之间
因为硫酸铝铵易溶于热水,有利于生成;随温度升高、脱去结晶水,产生晶变.所以
温度控制在90-100℃之间
.
(6)步骤⑦的操作方法包括
冷却,结晶、过滤、洗涤、干燥
冷却,结晶、过滤、洗涤、干燥
.
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I某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种:Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cr、OH-、HCO、NO。已知该溶液可与Al2O3反应,则:

(1)该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,则原溶液中一定含有                             ,

一定不会含有大量的                            。

(2)该溶液与Al2O3反应后有【Al(OH)4】生成,则原溶液中一定含有               ,可能含有

大量的                       。

(3)写出该溶液与Al2O3反应生成【Al(OH)4】的离子方程式                              。

Ⅱ.  研究性学习小组的同学为了了解Cu及其化合物的性质,提出以下问题;

①Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?

②Fe的+2价化合物的稳定性比+3价化合物的稳定性小,Cu的+l价化合物的稳定性也比+2价化合物的稳定性小吗?   

③CuO能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?

(1)解决问题①需要用到的药品有CuSO4溶液、            (填字母)。

 A.AlCl3溶液  B.NaOH溶液  C.稀H2SO4   D.H2O2溶液

假若Cu(OH)2具有两性,应该看到的实验现象是                                            

                                                                                    。

(2)为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至800℃~1000℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1 000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X。冷却后称量,X的质量为72g。向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在。据此可推得,X的化学式为                 ,可以得出的结论是                           

                                                                                  。

(3)为解决问题③,设计了如下的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出):

在实验中观察到CuO变成红色物质,无水CuSO4变成蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体。装置A的作用是                                                ,B中发生反应的化学方

程式为                                                                           。

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(1)在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为
b
b

(a)A     (b)B    (c)C      (d)D
(2)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或浓硝酸中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等.
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置.
②甲、乙两元素相比较,金属性较强的是
Mg
Mg
(填名称),可以验证该结论的实
验是
bc
bc
.
(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
③写出甲的氧化物及氧化物对应水化物分别与强碱反应的离子方程式
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
、
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O
.
(3)表中所列小写字母分别代表一种化学元素:
①m、f、j的单质熔点由高到低的顺序
C>Si>P
C>Si>P
(填元素符号).
②以上元素形成的金属单质中,熔点最低的是
Na
Na
(填元素符号).
③f、m、n、g所形成的氢化物的稳定性还性由强到弱的顺序为
HCl、H2S、PH3、SiH4
HCl、H2S、PH3、SiH4
(填化学式);
④甲、乙、c、d、e形成的简单离子的半径由小到大的顺序为
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-
.
⑤f元素单质是在生产中用量很大,试写出工业上制备f元素单质的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si
.
⑥c元素的单质用途
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
(填一条).
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物质的性质决定用途。由于铝有多种优良的性能,因而在日常生活和社会发展中有着极为广泛的用途。
铝是银白色的金属,铝粉也具有银白色的光泽,常用做涂料(俗称银粉、银漆),保护铁制品不被腐蚀,而且美观。铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线的能力比银还强,常用来制造高质量的反射镜。铝的密度小,仅为2.7g?cm-3,属于轻金属,可以制成多种合金。铝合金主要用于建筑业、包装业、交通运输业以及电子行业等。
铝的导电性好,仅次于银、铜,导电率只有铜的2/3,但是密度只有铜的1/3,输送同样的电量用铝线的质量只有铜线的一半。铝的表面有一层致密的氧化膜,这层氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。铝是热的良导体,比铁的导热能力大三倍,工业上可以用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。铝还有良好的延展性,仅次于金和银,在100℃~150℃时可以制成薄于0.01mm的铝箔,广泛用于包装香烟和糖果等,还可以制成铝丝、铝条,并能轧制成各种铝制品。
铝的化学性质比较活泼,在氧气中容易燃烧放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物、燃烧混合物和照明混合物。铝可以和其他的金属氧化物构成铝热剂,用来冶炼难熔金属和野外焊接钢轨等。铝还可以用做炼钢过程中的脱氧剂,它和石墨、二氧化钛或其他高熔点金属的混合物按一定比例均匀混合后,涂在金属表面,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,在火箭及导弹技术上有重要应用。
由于铝的活泼性比较强,因此它主要以化合态的形式存在于自然界中。铝的氧化物Al2O3和氢氧化物Al(OH)3都是典型的两性物质,既能和酸发生反应,也能和碱发生反应。
生命起源于原始海洋,科学家认为由于海洋中Al3+浓度极低,所以铝元素不属于人体必需的微量元素,摄入过量的铝元素对人体有害。人体中铝元素的含量太多时,能影响人体对磷的吸收,导致骨质疏松,容易发生骨折。近年来又发现老年痴呆症与过多摄入铝元素有关。1989年世界卫生组织把铝列为食品污染物之一,铝每日的摄入量应控制在4mg以下。
材料问题:
1.请列举日常生活中铝元素进入人体的其他来源(至少两种):______
______________________________。
2.日常生活中有人用金属丝制成的清洁球擦洗铝锅,你认为这种方法恰当么?
3.炸油条时,1kg面粉加0.5kg水、4g明矾、小苏打及其他辅料共10g,若烹炸过程中质量减少30%,试通过计算说明100g油条中的含Al量是否超过安全摄入量。
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