Question

镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用

I：实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：

（1）已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10-11，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34，该温度下向浓度均为0．01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成 沉淀(填化学式)。

（2）高温焙烧时发生反应的化学方程式 ，洗涤沉淀时的方法是 。

（3）常温下如果向AlCl3饱和溶液中不断通人HCl气体，可析出AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因： 。

Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。

（1）G装置的作用是 。

（2）证明有SO2生成的现象是 ，为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为 、 。

（3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色固体，原因是 。

 

Answer 1

I（1）Al(OH)3

（2）2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O （2分） 向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可（2分）

（3）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl?(aq)+6H2O(l)，通入HCl气体使溶液中c(Cl?)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3?6H2O晶体。（3分）

II（1）防止空气中的H2O进入F（2分）

（2）酸性高锰酸钾溶液褪色（2分） CuO、CuSO4（各1分）

（3）浓硫酸中的水很少（2分）

【解析】

试题分析：I（1）根据Ksp[Mg(OH)2]可求出Mg2+再转化为Mg(OH)2沉淀OH?浓度，c(Mg2+)?c2(OH?)=1．8×10-11，因为c(Mg2+)=1/2c(OH?)，则1/2c3(OH?)=1．8×10-11， Ksp[Al(OH)3]=1/3 c4(OH?)=3×10-34，比较可得恰好生成Al(OH)3时，OH?浓度小，所以先生成Al(OH)3沉淀。

（2）根据流程图，高温焙烧时的反应物为Mg(OH)2和Al(OH)3，生成物为MgAl2O4和4H2O，配平可得化学方程式：2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O；沉淀洗涤的方法为：向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可。

（3）AlCl3饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl?(aq)+6H2O(l)，通入HCl气体使溶液中c(Cl?)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3?6H2O晶体。

II（1）因为该实验要检验是否有H2O生成，所以装置G盛放物质为碱石灰，作用是防止空气中的H2O进入F。

（2）SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色；为了证明气体中含有氢气，装置E和F中加入的试剂分别为CuO、CuSO4，若含有H2，H2可把CuO还原为Cu，生成的H2O能与CuSO4反应生成蓝色的CuSO4?5H2O。

（3）浓硫酸中的水很少，CuSO4没有溶解，以CuSO4固体的形式存在，为白色。

考点：本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写、沉淀溶解平衡、化学实验方案的分析。