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13.按要求回答下列问题:
(1)实验室铝粉和Fe2O3作铝热反应实验,铝热反应的方程式为2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe,该实验中除用到铝粉和Fe2O3外,需要的试剂还有ab(填编号).a.KClO3      b.Mg    c.MnO2    d.KCl
(2)据文献报道,在实际反应中铝热反应的产物成分较为复杂.某课题组对铝热反应产物的成分进行探究,经成分分析,发现主要得到甲和乙两种产物.甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成;乙是一种铁铝的金属互化物(可用FexAly表示),取该合金粉末2.47g,滴加足量浓NaOH溶液,充分搅拌、过滤、洗涤得固体.再将所得固体在空气中充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60g.
①甲的化学式为Al2O3,乙的组成可表示为Fe2Al5
②甲的晶体是耐高温材料,用此材料做成的坩埚,不能用来熔融NaOH,用化学方程式解释其原因Al2O3+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)]4
含二氧化硅材料做成的坩埚不能(填“能”或“不能”)用来熔融NaOH.
③如图表示室温下相同组分的乙分别在两种不同的酸中的腐蚀情况,由图可知,乙在65%浓硝酸中具有比较强的抗腐蚀性,原因可能是遇浓硝酸表面钝化,阻碍进一步反应(只要体现出“钝化”即可).

分析 (1)铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁,据此写出反应的化学方程式;该实验中除用到铝粉和Fe2O3外,需要的试剂还有氯酸钾和镁;
(2)①甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成,则甲为Al2O3;灼烧得到的红棕色粉末1.60g应该是氧化铁,计算出氧化铁的物质的量,根据铁原子守恒可知铁的物质的量是及质量,从而得出合金中铝的质量,根据n=$\frac{m}{M}$计算出铝物质的量,就可以得出x:y,从而得出乙的化学式;
②在加热的条件下氧化铝与氢氧化钠反应生成Na[Al(OH)]4;由于二氧化硅与能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,所以含二氧化硅材料做成的坩埚不能用来熔融NaOH;
③结合图象可知乙在65%浓硝酸中具有比较强的抗腐蚀性,这是由于常温下遇浓硝酸表面钝化,阻碍进一步反应.

解答 解:(1)铝与氧化铁发生铝热反应的方程式为:2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe;该实验中除用到铝粉和Fe2O3外,需要的试剂还有氯酸钾和镁,故ab正确,
故答案为:2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe;ab;
(2)①甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成,则甲是Al2O3;取该合金粉末2.47g,滴加足量浓NaOH溶液,其中铝溶解转化为偏铝酸钠,充分搅拌、过滤、洗涤得固体铁.再将所得固体在空气中充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60g,所以红棕色粉末应该是氧化铁,物质的量为:$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol;根据铁原子守恒可知铁的物质的量是0.02mol,质量是0.02mol×56g/mol=1.12g,因此合金中铝的质量是2.47g-1.12g=1.35g,物质的量为:$\frac{1.35g}{27g/mol}$=0.05mol,所以x:y=0.02:0.05=2:5,则乙的化学式为Fe2Al5
故答案为:Al2O3;Fe2Al5
②在加热的条件下氧化铝与氢氧化钠反应,反应的化学方程式为:Al2O3+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)]4
二氧化硅与能与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,所以含二氧化硅材料做成的坩埚不能用来熔融NaOH,
故答案为:Al2O3+2NaOH+3H2O═2Na[Al(OH)]4;不能;
③根据图象可知乙在65%浓硝酸中具有比较强的抗腐蚀性,这是由于常温下遇浓硝酸表面钝化,阻碍进一步反应,
故答案为:65%浓硝酸;遇浓硝酸表面钝化,阻碍进一步反应(只要体现出“钝化”即可).

点评 本题考查金属镁、铝、铁等有关性质与计算,题目难度中等,注意掌握铝热反应原理及操作方法,明确常见金属单质及其化合物性质,试题知识点较多、综合性较强,充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.如图是电解NaCl溶液(加有酚酞)装置,其中c、d为石墨电极.下列有关的判断正确的是(  )
A.电解过程中,d电极附近溶液变红
B.c电极上的电极反应式为:2H++2e-=2H2
C.a为负极、d为阳极
D.电解过程中,氯离子浓度不变

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷.
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4
①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1
已知:
CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)△H1=-41kJ•mol-1
C(s)+2H2(g)?CH4(g)△H2=-73kJ•mol-1 2CO(g)?C(s)+CO2(g)△H3=-171kJ•mol-1
②科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统:,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4.写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量硫酸(填“盐酸”或“硫酸”).

(2)天然气制取H2的原理为:CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g).在密闭容器中通入浓度均为0.125mol•L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示,则压强P1<P2(填“>”或“<”);压强为P2时,在Y点:v(正)>v(逆)(填“>”、“<”或“=”);求温度为1100℃,压强为P2时该反应的平衡常数K=2.56 mol2•L-2(计算结果保留三位有效数字).
(3)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X.由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如上图2,则X的结构简式为.(相对原子量:C-12  H-1)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.已知某反应的各物质浓度数据如下:
                      aA(g)+bB(g)?2C(g)
起始浓度(mol/L)     3.0    1.0        0     
2s末浓度(mol/L)     1.8    0.6       0.8      
据此可推算出上述方程式中各物质的计量数之比是(  )
A.9:3:4B.3:1:2C.2:1:3D.3:2:1

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药.某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究:
(一)FeSO4•7H2O的制备
该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)制备FeSO4•7H2O晶体:
①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍.
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4•7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存.
请回答下列问题:
(1)实验步骤①的目的是除油污.
(2)实验步骤②明显不合理,理由是应该铁屑过量,否则溶液中可能有铁离子和铜离子存在.
(3)为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质,实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,原因是用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗.
(二)探究绿矾(FeSO4•7H2O)热分解的产物.
已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃,该小组设计如图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

[实验过程]
①仪器连接后,检查装置A与B气密性;
②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管;
③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色;
④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色;
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊.
(4)实验结果分析
结论1:B中收集到的液体是H2SO4溶液;
结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有SO2
结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3
[实验反思]
(5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足:在C装置后增加一套尾气处理装置.
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是b.
a.氯水和KSCN溶液     b.酸性KMnO4溶液      c.H2O2     d.NaOH溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料,防腐等工业.该物质露置于空气中易被氧化为绿色的高价铜盐,在热水中易水解生成氧化铜水合物而呈红色.
 已知pH为5时,+2价铜已开始以碱式盐的形式沉淀.某兴趣小组去一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查,技术人员向他们展示了处理
废料的综合利用方案(如图1):

(1)加入的A是稀硫酸,通入的B是空气.
(2)反应②的离子方程式是2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+为提高CuCl的产率,常在反应②的溶液中加入适量稀碱溶液,控制pH为3.5.这样做的目的是OH-中和了反应生成的H+,有利于反应向右进行,提高CuCl的产率但当加入碱溶液偏大时,会Cu2+能与OH结合,生成沉淀,反而降低了CuCl的产率造成产物不纯.
(3)保持各反应物的最佳配比,改变温度,测得CuCl产率的变化如图2所示.则溶液温度控制在53℃~55℃时,CuCl的产率已达到94%,当温度高于65℃时,CuCl产率会下降,其原因可能是温度过高,一是促进了CuCl的水解,二是促进了CuCl与空气中氧气发生反.
(4)最后得到的氯化亚铜需要隔绝空气密封保存.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.以下离子检验正确的是(  )
A.检验试液中的SO42-:试液$\stackrel{BaCl_{2}溶液}{→}$ 白色沉淀$\stackrel{HCl溶液}{→}$ 白色沉淀
B.检验试液中的Cl-:试液$\stackrel{稀H_{2}SO_{4}}{→}$无沉淀$\stackrel{AgNO_{3}溶液}{→}$ 白色沉淀
C.检验试液中的Fe2+:试液$\stackrel{氯水}{→}$无明显现象$\stackrel{KSCN溶液}{→}$血红色溶液
D.检验试液中的NH4+:试液$→_{供热}^{NaOH溶液}$气体逸出$→_{石蕊试纸}^{湿润的红色}$ 试纸变蓝

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列物质与CH3CH2OH互为同系物的是(  )
A.H-OHB.CH3OHC.D.CH3OCH3

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.短周期元素形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B,在加热条件下反应生成化合物C,C与水反应生成白色沉淀D和气体E,D既能溶于强酸,也能溶于强碱.E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G,G在大气中能导致酸雨的形成.E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F.溶液F空气中长期放置发生反应,生成物之一为H.H与过氧化钠的结构和化学性质相似,其溶液显黄色.
(1)单质A是一种黄色固体,组成单质A的元素在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族.用物理方法洗去试管内壁的A,应选择的试剂是CS2;化学方法洗去试管内壁的A是发生歧化反应生成两种盐,但这两种盐在强酸性条件下不能大量共存,请写出化学方法洗去试管内壁的A时发生的化学反应方程式3S+6NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H2S+Na2SO3+3H2O.
(2)工业上获得B时常使用电解法,请写出阳极反应的电极反应式2O2--4e-=O2↑.
(3)FeCl3溶液中的Fe3+可以催化G与氧气在溶液中的反应,此催化过程分两步进行,请写出Fe3+参与的第一步反应的离子反应方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
(4)工业上吸收E常用氨水,先生成正盐最终产物为酸式盐.E与该正盐反应的化学方程式2H2S+(NH42S=2NH4HS
(5)将D溶于稀硫酸,向恰好完全反应后所得的溶液中加入过量氢氧化钡溶液,则加入氢氧化钡溶液的过程中的现象是生成白色沉淀,白色沉淀逐渐增多,后白色沉淀逐渐减少,但最终仍有白色沉淀.
(6)G与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯.该反应的氧化产物为Na2SO4
当生成2mol二氧化氯时,转移电子2mol.
(7)H的溶液与稀硫酸反应的化学方程式Na2S2+H2SO4=Na2SO4+H2S↑+S↓.

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