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19.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,只含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)实验室进行过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗.
(2)上述反应是否都是氧化还原反应否(填“是”或“否”);写出反应①的化学方程式Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O.
(3)反应 ①后过滤的沉淀为Fe2O3,简述确定此物质中金属元素及其价态的操作过程:取少量沉淀于一支洁净试管,加入适量稀硫酸(或盐酸)使其完全溶解,再滴加少量硫氰化钾(或硫氰化铵),若溶液呈(血)红色,说明它为Fe2O3
(4)利用铝制得的镁铝合金用途很广泛,比如用作手机机身,某课外活动小组欲对某一品牌手机机身的铝镁合金进行研究,测定其中铝的质量分数.
I.他们利用盐酸、氢氧化钠溶液设计下列实验方案:
方案:铝镁合金 $\stackrel{过量盐酸}{→}$溶液$\stackrel{过量NaOH溶液}{→}$ $\stackrel{过滤、洗涤、烧灼、冷却}{→}$称量灼烧产物的质量.
用该方案进行实验时,除了称量灼烧产物的质量外,还需称量的是合金样品的质量.
II.拓展研究:在向铝镁合金溶于盐酸后的溶液中加入过量NaOH溶液时,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系可用数轴关系表示:

当加入60~70ml氢氧化钠溶液时,请写出发生的离子方程式Al(OH)3+2OH-=2AlO2-+H2O.
你判断,根据图数轴中的数据能否求出合金中铝的质量分数?能(选填“能”或“不能”).若能计算,则铝的质量分数是52.94%.

分析 铝土矿(主要成分为Al2O3,只含Fe2O3杂质),根据流程图可知,加入试剂X为氢氧化钠溶液,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,所以得到沉淀为Fe2O3,溶液乙为偏铝酸钠溶液,向偏铝酸钠溶液中通入过量的Y为二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,过滤得到氢氧化铝的沉淀,再加热分解得到氧化铝,最后电解得到铝单质,
(1)实验室进行过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;
(2)上述反应中反应①②③都是非氧化还原反应,反应①为氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
(3)根据上面的分析可知,反应 ①后过滤的沉淀为氧化铁,要确定氧化铁中金属元素及其价态,可以用酸溶解,再用KSCN溶液检验铁离子的存在;
(4)I.根据题中流程可知,测定合金样品中铝的质量分数,还需要称量合金样品的质量;
II.当加入60~70ml氢氧化钠溶液时,沉淀的质量减小,是氢氧化铝与氢氧化钠发生反应生成了偏铝酸钠,据此书写离子方程式,加入NaOH溶液50mL~60mL为Al(OH)3与NaOH的反应,可计算Al3+的物质的量,则加入NaOH溶液10mL~50mL为Al3+和Mg2+消耗的体积,根据方程式Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知Al和Mg的物质的量之比,进而可计算镁的质量分数.

解答 解:铝土矿(主要成分为Al2O3,只含Fe2O3杂质),根据流程图可知,加入试剂X为氢氧化钠溶液,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,所以得到沉淀为Fe2O3,溶液乙为偏铝酸钠溶液,向偏铝酸钠溶液中通入过量的Y为二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,过滤得到氢氧化铝的沉淀,再加热分解得到氧化铝,最后电解得到铝单质,
(1)实验室进行过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:漏斗;
(2)上述反应中反应①②③都是非氧化还原反应,反应①为氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,
故答案为:否;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)根据上面的分析可知,反应 ①后过滤的沉淀为Fe2O3,要确定氧化铁中金属元素及其价态,可以用酸溶解,再用KSCN溶液检验铁离子的存在,操作过程为取少量沉淀于一支洁净试管,加入适量稀硫酸(或盐酸)使其完全溶解,再滴加少量硫氰化钾(或硫氰化铵),若溶液呈(血)红色,说明它为Fe2O3
故答案为:Fe2O3;取少量沉淀于一支洁净试管,加入适量稀硫酸(或盐酸)使其完全溶解,再滴加少量硫氰化钾(或硫氰化铵),若溶液呈(血)红色,说明它为Fe2O3
(4)I.灼烧得到的是氧化镁,所以要计算合金中镁的质量分数,还需要称量合金样品的质量,
故答案为:合金样品的质量;
II.当加入60~70ml氢氧化钠溶液时,沉淀的质量减小,是氢氧化铝与氢氧化钠发生反应生成了偏铝酸钠,反应的离子方程式为Al(OH)3+2OH-=2 AlO2-+H2O,根据数轴可知,溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是70ml-60ml=10ml,则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积应该是30ml,所以生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠溶液体积是60ml-10ml-30ml=20ml,则根据方程式Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知Al和Mg的物质的量之比是1:1的,则铝的质量分数是$\frac{27}{27+24}×100%$=52.94%,
故答案为:Al(OH)3+2OH-=2 AlO2-+H2O;能;52.94%.

点评 该题考查镁铝合金中镁质量分数测定探究实验的有关判断,是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题综合性强,在注重对基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有利于培养学生规范严谨的实验设计能力以及评价能力,该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论.

练习册系列答案
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A.向稀Fe(NO32和NaBr混合溶液加入少量稀盐酸:6Br-+8H++2NO${\;}_{3}^{-}$═3Br2+2NO↑+4H2O
B.往NH4Al(SO42溶液中滴加Ba(OH)2溶液加热,刚好使NH4+全部转化为NH3:NH4++Al3++SO42-+Ba2+4OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+Al(OH)3↓+BaSO4+H2O
C.碳酸钠溶液呈碱性:CO32-+2H2O?H2CO3+2OH-
D.用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜:Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

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A.石墨电极是该电池的正极
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

7.下列说法不正确的是(  )
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B.常温下向氯化铵溶液中加入少量氨水使溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则混合液的pH=7
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.葛根素具有降血压等作用,其结构简式如图,下列有关说法正确的是(  )
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B.葛根素的分子式为C21H22O9
C.一定条件下1mol 该物质与浓溴水反应最多能消耗3mol Br2
D.一定条件下1mol 该物质与H2反应最多能消耗7mol H2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.雌二醇的结构简式如图,下列说法不正确的是(  )
A.能与Na、Na0H溶液、Na2CO3溶液反应
B.能发生加成反应、取代反应、消去反应
C.该分子中所有碳原子不可能在同一个平面内
D.可与FeC13溶液发生显色反应,但不能发生氧化反应

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.以下指定反应的离子方程式正确的是(  )
A.向NH4Al(SO42溶液中滴入Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀完全:2Ba2++4OH-+Al3++2SO42-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
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C.氧化亚铁溶于稀硝酸:3FeO+8H++NO3-═3Fe3++NO↑+4H2O
D.将0.4 mol•L-1的NaAlO2溶液和0.7 mol•L-1的盐酸等体积混合:4AlO${\;}_{2}^{-}$+7H++H2O═3Al(OH)3↓+Al3+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料.有机物加氢反应中镍是常用的催化剂.但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒,在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,为弄清该方法对催化剂的影响,查得资
料如图1、2:
则:(1)①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是避免O2与Ni反应再使其失去催化作用.
②SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)
△H=-270kJ/mol.
(2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),已知420℃时,该反应的化学平衡常数K=9.如果反应开始时,在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol,5min末达到平衡,则此时CO的转化率为75%,
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(3)CO与H2反应还可制备CH3OH,CH3OH可作为燃料使用,用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图3.
电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极是负极(填“正极”或“负极”),c电极的反应方程式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+.若用该电池电解精炼铜(杂质含有Ag和Fe),粗铜应该接此电源的d极(填“c”或“d”),反应过程中析出精铜64g,则上述CH3OH燃料电池,消耗的O2在标况下的体积为11.2L.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

9.用电解法处理含有NH4+的废水,使之变为N2,其装置如图所示.下列说法不正确的是(  )
A.直流电源中X为负极
B.阳极反应为2NH4+-6e-=N2↑+8H+
C.阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D.当有6mol电子转移时,质子交换膜两侧电解质溶液质量变化差为32 g

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