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1、填空题 某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 O3,还含有SiO2及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有?;洗涤沉淀的操作是?。
(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:?,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(Al)∶n(H2SO4)∶n(NaOH) =?。
(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由?。
参考答案：(1)普通漏斗?向漏斗里加入蒸馏水,使水面浸没沉淀,等水自然流完后,重复2～3次
(2)2Al+6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 、Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ ?8∶3∶6
(3)不合理,稀硝酸具有强氧化性,若铁的价态为+2价,可被氧化为+3价,同样与KSCN反应溶液显红色
本题解析：(1)过滤装置中还缺少普通漏斗。洗涤时,向过滤器中加蒸馏水浸没沉淀,等水自然流下后,重复2～3次,可洗涤其表面吸附的离子。(2)制备氢氧化铝有三种途径:铝与硫酸反应生成硫酸铝,硫酸铝与氢氧化钠反应得氢氧化铝沉淀;铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠再与硫酸反应得氢氧化铝;将铝按物质的量之比1∶3转化为Al3+、AlO2-,利用Al3+和AlO2-的相互促进水解制取氢氧化铝。写出方程式观察第三种方法最节约原料。(3)从实验现象来看,只能说明铝土矿中含有铁元素,但是铁的价态不一定是+3价,因为硝酸具有强的氧化性。
本题难度：一般
2、填空题 Ⅰ．硬铝废料（含90%铝、2.5%镁、7.5%铜）可以制取明矾KAl（SO4）2．12H2O，某探究小组设计了下列实验．
请回答以下问题：
（1）写出步骤③的离子方程式______．
（2）步骤④包括三个环节，分别是______、冷却结晶、______．
（3）步骤⑤不直接用水洗的原因是______．
Ⅱ．某课题小组同学测量液态奶含氮量的实验过程如下：
原理：液态奶
（NH4）2SO4溶液NH3（NH4）2B4O7溶液→用标准盐酸滴定
步骤：
①在烧杯中加入10.00mL液态奶和辅助试剂，加热充分反应；
②将反应液转移到大试管中；
③按如下装置用水蒸气将NH3吹出，并用H3BO3溶液吸收（加热装置未画出）；
④取下锥形瓶，滴加指示剂，用0.1000mol?L-1盐酸标准液滴定；
⑤重复测定两次，再用10.00mL蒸馏水代替液态奶进行上述操作．
数据记录如下：
| 实验编号 | 样品和辅助试剂 | 消耗盐酸
体积（mL）
1
10.00mL液态奶、0.2g催化剂、20mL浓硫酸
33.45
2
10.00mL液态奶、0.2g催化剂、20mL浓硫酸
33.55
3
10.00mL液态奶、0.2g催化剂、20mL浓硫酸
33.50
4
10.00mL蒸馏水、0.2g催化剂、20mL浓硫酸
1.50
|
回答下列问题：
（1）滴定时（NH4）2B4O7重新转化为H3BO3，反应的化学方程式为______．
（2）步骤③的实验装置中需要加热的仪器是______（填仪器名称），长导管的作用是______．
（3）设计4号空白对照实验的目的是______．
（4）计算该液态奶的含氮量为______mg?mL-1．
参考答案：Ⅰ．（1）氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，
故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；?
（2）向硫酸铝溶液中加入硫酸钾，得混合溶液，通过蒸发、结晶、过滤制得明矾，故答案为：蒸发；过滤；
（3）明矾在酒精中的溶解度小，用酒精洗涤减少产品的损失，故答案为：减少产品的损失；
Ⅱ．（1）硼的化合价未变化，发生类似复分解反应，反应方程式为（NH4）2B4O7+2HCl+5H2O=4?H3BO3+2NH4Cl，
故答案为：（NH4）2B4O7+2HCl+5H2O=4?H3BO3+2NH4Cl；?
（2）加热圆底烧瓶产生水蒸气，进入试管中将生成的氨气吹出；加热产生水蒸气，装置内压强增加，长导管防止装置中压力过大而发生危险，冷却时防止发生倒吸，起安全管作用，
故答案为：圆底烧瓶；安全管；
（3）对照使用目的是消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差，故答案为：消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差；
（4）盐酸的体积为33.45ml+33.55ml+33.50ml3-1.5ml=32.00ml=0.03200L，
?令10ml该液态奶的含氮量的质量为mg，则?
? ?2N～（NH4）2B4O7～2HCl
? 28g? 2mol
?mg? 0.03200L×0.1000mol/L
所以m=28g×0.03200ml×0.1000mol/L2mol=0.04480g，
该液态奶的含氮量为44.8mg10ml=4.48mg/ml，
故答案为：4.48．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 将0.1mol镁、铝合金溶于100mL2mol/L的H2SO4溶液中，然后滴加1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀与所加NaOH溶液体积的关系如图所示．试回答下列问题：
（1）当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，V（NaOH）=______mL；
（2）当V1=160mL时，金属粉末中镁的物质的量为多少？此时V2的值又是多少？
参考答案：将镁、铝合金溶于H2SO4溶液中，发生反应：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑．0.1mol镁、铝合金，完全反应需要硫酸范围：0.1mol＜n（H2SO4）＜0.15mol，H2SO4有剩余（观察图象更容易得出），溶液是MgSO4、
Al2（SO4）3和H2SO4混合液．
①0--V1阶段，滴加的NaOH用于中和剩余的H2SO4，发生反应是：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
②V1ml时，剩余的H2SO4与滴加的NaOH恰好完全反应，溶液是MgSO4、Al2（SO4）3和Na2SO4混合液．
③V1--沉淀量最大阶段，继续滴加的NaOH与MgSO4、Al2（SO4）3反应，产生沉淀，发生反应：
Al2（SO4）3+6NaOH=2Al（OH）3↓+3Na2SO4；MgSO4+2NaOH=Mg（OH）2↓+Na2SO4
④沉淀量最大时时，MgSO4、Al2（SO4）3完全反应，沉淀达到最大值，此时，溶液是Na2SO4溶液．
⑤沉淀量最大--V2ml阶段，继续滴加的NaOH与Al（OH）3反应，沉淀量开始减少，发生反应：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
⑥V2ml时，Al（OH）3完全反应，沉淀是Mg（OH）2，溶液是Na2SO4和NaAlO2混合液．
（1）当溶液中Mg2+、Al3+恰好沉淀完全时，即沉淀达到最大值，此时，溶液是Na2SO4溶液，根据SO42-离子和Na+离子守恒有：n（Na+）=2n（Na2SO4）=2n（H2SO4）=2×0.1L×2mol/L=0.4mol，所以，此时，V（NaOH）=0.4mol1mol/L=0.4L=400ml
故答案为：400；
（2）当V1=160mL时，此时，溶液是MgSO4、Al2（SO4）3和Na2SO4混合液，
由Na+离子守恒可知，n（Na2SO4）=12n（Na+）=12n（NaOH）=12×0.16L×1mol/L=0.08mol
令MgSO4为xmol，Al2（SO4）3为ymol，根据Mg原子、Al原子、SO42-离子守恒有：
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 若甲为100 mL、2 mol·L-1的AlCl3溶液，乙为100 mL、7mol·L-1的NaOH溶液，分别按以下两种步骤：将甲逐滴加入乙中；将乙逐滴加入甲中（边滴边振荡）完全混合后，对现象和结论的判断正确的是（?）
A．滴加过程中，两者的现象不同，最终产生的沉淀量相同
B．滴加过程中，两者的现象不同，最终产生的沉淀量不同
C．滴加过程中，两者的现象相同，最终产生的沉淀量相同
D．滴加过程中，两者的现象相同，最终产生的沉淀量不同
参考答案：A
本题解析：AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+H2O
若Al3+全部转化为
,则n(AlCl3)∶n(NaOH)=1∶4，而实际上n（AlCl3）∶?n(NaOH)=2∶7,所以NaOH不足量，最终生成沉淀量相同；甲滴入乙时乙中NaOH大量,开始无沉淀，乙滴入甲时，AlCl3大量，一开始就有沉淀，二者现象不同。
本题难度：简单
5、选择题 下列关于铝的说法不正确的是（ ）
A．铝是金属元素在地壳中含量最多的元素
B．铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈的燃烧
D．日常用的铝制品，表面总是覆盖着一层保护膜
参考答案：A．地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为：氧、硅、铝、铁，其中含量最多的金属元素是铝元素，故A正确；
B．铝原子的最外层有3个电子，在化学反应中易失去3个电子而达8电子的稳定结构，失去电子表现还原性，故B正确；
C．铝和氧气反应生成了氧化铝，又因三氧化二铝的熔点高于铝的熔点，而三氧化二铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候铝失去了光泽，铝熔化了但是不会滴落，不会出现发生剧烈的燃烧，故C错误；
D．日常用的铝制品，表面总是覆盖着一层保护膜，发生的反应为：4Al+3O2═2Al2O3，形成一层致密的Al2O3保护膜，故D正确；
故选C．
本题解析：
本题难度：一般
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