题目列表(包括答案和解析)
(8分)现有MgO和Al2O3的固体混合物,向其中加入100 mL 2 moL·L-1稀盐酸,充分反应后向溶液中逐滴加入 1 moL·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图:(已知MgO为碱性氧化物)
⑴NaOH溶液加至220 ml 时溶液中含有的金属元素的离子有 。
⑵混合物中,MgO与Al2O3的物质的量之比为 。
⑶根据以上所给数据求出 x = 。
(8分)现有MgO和Al2O3的固体混合物,向其中加入100 mL 2 moL·L-1稀盐酸,充分反应后向溶液中逐滴加入 1 moL·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图:(已知MgO为碱性氧化物)
⑴NaOH溶液加至220 ml 时溶液中含有的金属元素的离子有 。
⑵混合物中,MgO与Al2O3的物质的量之比为 。
⑶根据以上所给数据求出 x = 。
现有MgO和AL2O3的固体混合物,向其中加入100 mL 1 moL?L-1稀H2SO4,充分反应后向溶液中逐滴加入 1 moL?L-1 的NaOH溶液,产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图:(已知MgO为碱性氧化物)
⑴NaOH溶液加至220ml时溶液中含有的金属元素的离子有 。
⑵混合物中,MgO与AL2O3的物质的量之比为 。
⑶根据以上所给数据求出 x = 。
A、MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料 | B、NaHCO3能与碱反应,食品工业上用作焙制糕点的膨松剂 | C、Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品 | D、利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯,可发出射程远、透雾能力强的黄光 |
③n=1 ④n>1
例8下列各组离子在溶液中可以大量共存,且加入氨水后也不产生沉淀的是 ( )
A.Na+ Ba2+ Cl- SO42-
B.K+ AlO2- NO3-
C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-
[思路]:离子共存问题,一直是高考的“热点”。解决这类问题,只要考虑两大方面即可:(1)能否发生复分解反应,(2)能否发生氧化还原反应。若两类反应均不发生,则可共存。
[解析]:Al3+只能存在于酸性条件下,故C可共存,但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀,且不溶于溶液中铵盐;AlO2-存在于碱性环境中,加入氨水后不会产生沉淀;A答案中Ba2+、SO42-不共存,而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。故选B。
例9.下列离子方程式正确的是 ( )
A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
B.硫酸铝溶液中滴入氨水
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
C.碳酸氢镁溶液中加入氢氧化钠溶液
Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+CO32-+2H2O
D.硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
[思路与解析]:A式错在若一种物质中有两种或两种以上的离子参加反应,必须维持在原物质中的微粒数比,在稀硫酸中1个SO42-离子对应两个H+离子,在氢氧化钡中1个Ba2+对应2个OH-离子,故该反应的离子方程式为:
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
B项中氨水(NH3?H2O)为一元弱碱,是弱电解质,应该保留分子式,故该反应的离子方程式为:Al3++3 NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C项中的碳酸氢镁属易溶且易电离的物质,它与NaOH溶液反应,属酸式盐与碱的反应。变成的是正盐MgCO3,而Mg2+和OH-结合生成的Mg(OH)2因其溶解度较MgCO3低的多,根据离子反应总是向着离子减少的方向进行的规律,Mg2+变成Mg(OH)2而不会生成MgCO3,该离子方程式是正确的。
D项在过量的硝酸铝溶液中滴加少量的NaOH溶液,生成的Al(OH)3沉淀不会溶解,故该离子方程式是正确的。
故选C、D。
例10 今有铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法:
①2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
②2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4
(1)上述那一种方法比较节约试剂?(提示:试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量给予说明)
(2)原料相同,请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示,并说明其可以最节约试剂的根据)。
思路与解析:(1)Al即可以跟稀硫酸,也可跟氢氧化钠溶液反应放出氢气。反应后如果再以H2SO4或NaOH溶液处理,实际上是调控pH,使之得到Al(OH)3,达到制备的目的。先用酸,后用碱,还是先用碱,后用酸,都是可行的,但是耗用的酸、碱用量却不同。同样是制备2molAl(OH)3,前法需2molAl、3molH2SO4、6molNaOH;后法只需2molAl、1molH2SO4、2molNaOH,显然,后法较前法节约了酸、碱试剂。
(2)仔细观察第一种方法,它第一步生成的是Al2(SO4)3,略有酸性,所以要用较多的NaOH。第二种方法生成的是NaAlO2,略有碱性,所以要用较多的硫酸。因此,设想是否能用略有酸性的Al2(SO4)3和略有碱性的NaAlO2自己中和呢?联合两法可设计出第三种方法。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2SO4
相当于制备2molAl(OH)3需要的原料为2molAl、0.75molH2SO4、1.5molNaOH,确实节约了试剂。
例11:某复盐的化学式AxB(ED4)y?z H2O,已知x、y、z均为正整数,且x+y+z=10,用该晶体完成下列实验:①称取晶体40.2g,加热至质量不再改变,质量减少了10.8g,②将剩余固体溶于水,配成200mL溶液,取出20mL,向其中加入过量的Ba(OH)2溶液,ED4离子和B离子完全沉淀,经测定为5.24g,③将沉淀物加到足量的盐酸中,固体质量又减少了0.580g。
试通过计算和推理回答A、B是何种元素及晶体的化学式。
[思路]:所谓复盐,即含有两种或两种以上的金属离子(含NH4+ )和一种酸根离子的盐。题设复盐的化学式为AxB(ED4)y?z H2O,显然A、B为简单金属离子;ED4离子和B离子与过量的Ba(OH)2溶液反应得到两种沉淀物,显然是阴离子ED4离子与Ba2+ 结合得一沉淀,阳离子B离子与OH-结合得一沉淀,且可溶于盐酸的必为B离子与OH-结合得到的金属B的难溶氢氧化物,另一不溶于盐酸的必为ED4离子与Ba2+ 结合得到的难溶性钡盐,而且从阴离子的形式使我们想起了SO42-,即初步确认难溶性钡盐为BaSO4。
[解析]:这类问题的解决,一般还要辅之于定量的计算,由题给实验数据,在
结晶水的物质的量为:10.8g÷18g/mol=0.600mol
初步确认的SO42-的物质的量为:{(5.24g-0.580g)÷233g/mol}×200mL/20mL=0.200mol
这样,该复盐中y:z=0.200:0.600=1:3
这就找到了解决问题的突破口,因为有了y:z=1:3,加之题给x+y+z=10,就创造了利用数学手段,结合化学意义进行讨论进而确认的机会。讨论:
当y=1时,z=3,则x=6,依该结论,则该复盐的化学式当初步确定为A6B(ED4)?3H2O,这显然与化合价法则相矛盾。原假设不能成立。
当y=2时,z=6,则x=2,依该结论,则该复盐的化学式当初步确定为A2B(ED4)2?6H2O,且可能成立的情况必然为A为+1价,则B必为+2价。依上述推论推得的40.2g中含结晶水0.600mol,则含A为0.200mol、B为0.100mol,可知生成金属B的氢氧化物的化学式为B(OH)2,且其摩尔质量为:
(0.58g×200mL/20mL)/0.100mol=58.0g/mol
易得金属B的相对原子质量为58.0-17.0×2=24.0,显然B元素为Mg。40.2g复盐中A元素的质量为:
金属A的摩尔质量为:7.80g÷0.2mol=39.0g/mol,所以A元素为K元素。
这样复盐的化学式是K2Mg(SO4)2?6H2O。
例12.向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水,有白色沉淀Zn(OH)2生成,继续滴加氨水使其过量,沉淀溶解,生成了[Zn(NH3)4](OH)2。此外Zn(OH)2即可溶于盐酸,又可溶于NaOH溶液,生成ZnO22-,所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
现有四种离子,每组有两种金属离子。请各选一种试剂,将它们两者分开。可供选择的试剂有:
A.硫酸 B.盐酸 C.硝酸 D.氢氧化钠溶液 E.氨水
根据上述内容填写下表:
离子组
选用试剂代号
沉淀物化学式
保留在溶液中的离子
①Zn2+和Al3+
②Zn2+和Mg2+
③Zn2+和Ba2+
④Mg2+和Al3+
[思路]:本题给出的知识性信息是Zn(OH)2两性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。运用它们的化学性质,选择适当的试剂加以分离。
[解析]:①Zn2+和Al3+的分离:由于Al(OH)3和Zn(OH)2均为两性氢氧化物,不能用酸碱加以区分,但是Zn2+可与过量的氨水反应,生成Zn(NH3)42+,Al3+无此性质,可选用氨水(E)为试剂,生成沉淀Al(OH)3,留在溶液中的为Zn(NH3)42+。
②Zn2+和Mg2+的分离:因Zn(OH)2为两性氢氧化物,Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀,可选用NaOH(D)为试剂。沉淀为Mg(OH)2,留在溶液中的离子为:ZnO22-。
③Zn2+和Ba2+的分离:由于BaSO4难溶于水且不溶于酸,而ZnSO4则能溶于水,可选用H2SO4(A)为试剂。沉淀为BaSO4,保留在溶液中的离子为Zn2+。
④Mg2+和Al3+的分离:Al(OH)3有两性,能溶于过量的NaOH溶液中,Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀,可选用NaOH(D)为试剂。沉淀为Mg(OH)2,留在溶液中的离子为:AlO2-。
4.实战演练
一、选择题
1.(2001年春季高考题)将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2
A
C
2.将某物质的量的镁和铝相混合,取等质量的该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是?
A.3 mol?L-1 HCl?
B.4 mol?L-1的HNO3?
C.8 mol?L-1 NaOH?
D.18 mol?L-1 H2SO4?
3.人的纯净的胃液是一种强酸性液体,pH在0.9~1.5左右,氢氧化铝是一种治疗胃液过多的胃药的主要成分,目前这种胃药已不常用,原因主要是?
A.长期摄入铝元素不利于人体健康?
B.它不能中和胃液?
C.它不易溶于胃液?
D.它的疗效太差?
4.下列气体逐渐通入NaAlO2溶液中,开始时产生沉淀,继续通入气体时沉淀又溶解,该气体是?
A.NO2 B.NO?
C.CO2 D.H2S?
5.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是?
6.在氯化镁和硫酸镁的混合液中,若Mg2+与Cl-的物质的量浓度之比为4∶3时,下列判断正确的是?
A.溶液中Mg2+与SO的物质的量浓度相等?
B.溶液中Mg2+与SO物质的量浓度之比为5∶8?
C.溶液中Mg2+与SO物质的量浓度之比为8∶5?
D.溶液中氯化镁和硫酸镁物质的量相等?
7.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合得到的沉淀物和溶液中所含铝元素的质量相等,则原AlCl3溶液和NaOH溶液物质的量浓度之比可能是?
A.2∶3 B.1∶3?
C.1∶4 D.2∶7?
8.m g钠、铝混合物,放入n g水中,反应停止后,仍有不溶物a g,则溶液中溶质为
A.NaOH?
B.NaAlO2?
C.NaOH和NaAlO2?
D.无法确定?
9.将铝粉放入烧碱溶液中,若反应过程中有1.5 mol电子发生转移,则参加反应的水为?
A.9 g? B.18 g?
C.0.5 mol? D. mol?
10.将物质X逐渐加入Y溶液中,生成沉淀物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。符合图示情况的是?
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
二、非选择题(共50分)?
11.(12分)在50 mL b mol?L-1 AlCl3溶液中加入50 mL a mol?L-1 NaOH溶液。
(1)当a≤3b时,生成Al(OH)3沉淀的物质的量为 。?
(2)当a、b满足 条件时,先有沉淀,后又有部分沉淀溶解,此时Al(OH)3的质量为 g。
12.(12分)今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法:?
①2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑?
Al2(SO4)3+6NaOH===2Al(OH)3↓+3Na2SO4?
②2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑?
2NaAlO2+H2SO4+2H2O===2Al(OH)3↓+Na2SO4?
(1)上述哪一种方法比较节约试剂?[提示:试从每生产2 mol Al(OH)3所耗费的试剂用量予以说明]?
(2)原料相同,请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示,并说明其可以最节约试剂的根据)。?????????
13.(10分)镁是一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为:?
2Mg+SiO22MgO+Si?
同时有副反应发生:2Mg+SiMg2Si?
Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)。?
SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。?
(1)图(甲)是进行Mg与SiO2反应的实验装置。?
Ⅰ.由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气。X气体应选用①CO2、②N2、③H2中的 。
Ⅱ.实验开始时,必须先通入X的气体,再接通电源加热反应物,其理由是 ;当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是 。
Ⅲ.反应结束时,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加入稀盐酸,可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知 在空气中能自燃。?
(2)图(乙)所示装置进行的实验如下:先关闭K,使A中反应进行;加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后,将C管中固体全部加入盐酸中,有臭鸡蛋气味的气体生成。?
Ⅰ.C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁,这是因为 。
Ⅱ.停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是 。
Ⅲ.C中全部反应产物有 、 、 。(填化学式)?
14.(8分)有铝粉和四氧化三铁组成的铝热剂,在隔绝空气的条件下灼烧,使之充分反应。将所得混合物研细并分成两等份,分别投入过量的烧碱溶液和盐酸中。充分反应后,前者消耗m mol NaOH,放出气体0.
(1)该铝热剂的质量分数。?
(2)m、n、V的值。
15.(8分)在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验,三组各取30 mL同浓度的盐酸溶液,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:?
实验序号
甲
乙
丙
合金质量(mg)
255
385
459
生成气体体积(mL)
280
336
336
(1)甲组实验中,盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”),理由是 。乙组实验中,盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”),理由是 。要算出盐酸的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是 ,求得的盐酸的物质的量浓度为 。
(2)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是 ,求得的Mg、Al的物质的量之比为 。
(3)在丙组实验之后,向容器中加入1 mol?L-1的氢氧化钠溶液,能使合金中的铝恰好溶解,不形成含铝的沉淀,并使Mg2+刚好沉淀完全,再过滤出不溶固体,求滤液中各溶质的物质的量和所加入氢氧化钠溶液的体积(写计算过程)。
附参考答案
一、1.C?
2.解析:镁、铝不能与HNO3、浓H2SO4反应产生H2;Mg不与NaOH反应,Al能;Mg\,Al都能与盐酸反应产生H2。?
答案:A?
3.A 4.A 5.C 6.C 7.AD 8.B 9.AC 10.C?
二、11.(1)a mol (2)3b<a<4b (15.6b-
12.(1)方法②比方法①更节约试剂。?
(2)2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑?
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑?
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4?
相当于制备2molAl(OH)3所用原料为2mol Al、mol H2SO4、1.5 mol NaOH,确实节约了试剂。
13.(1)Ⅰ.③ Ⅱ.防止加热条件下H2与空气混合爆炸 Mg与SiO2的反应是放热反应 Ⅲ.SiH4?
(2)Ⅰ.同在加热条件下,Mg能与玻璃中的SiO2反应 Ⅱ.防止C管降温时因气体压强减小,而引起D中溶液倒流 Ⅲ.MgO S MgS?
14.(1)Al:27.95% Fe3O4:72.05%?
(2)m=0.05 mol n=0.24 mol V=
15.(1)过量 因为乙组所用合金量比甲组多,产生H2也多,说明甲组中HCl未反应完 不足量 因为甲组255 g合金生成H2 280 mL,每克合金生成H2:mL。若乙组中合金耗尽,应生成H2:×385=423 mL,实际只生成336 mL,所以盐酸不足量 盐酸30 mL、气体336 mL 1 mol?L-1?
(2)合金255 mg,气体280 mL 1∶1?
(3)滤液中溶质为NaCl,NaAlO2?
设丙组中Mg、Al的物质的量均为x?
则24x+27x=0.459 x=0.009 mol?
根据Cl元素守恒:?
n(NaCl)=n(HCl)=1×0.03=0.03 mol?
根据Al元素守恒:n(NaAlO2)=n(Al)=0.009 mol?
由Na元素守恒:n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2)=0.03+0.009
=0.039 mol
V(NaOH)==0.039 L=39 mL
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