铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。 (1)某校化学
题型:不详难度:来源:
铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。 (1)某校化学兴趣小组同学,取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应,现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。出现这种现象的原因,除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外,还有一个原因是 。 (2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝,可选择 (填试剂名称),所发生反应的离子方程式为 。 (3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分,实验流程如图所示。
几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
| Fe2+
| Fe3+
| Al3+
| Mg2+
| 开始沉淀时的pH
| 7.5
| 2.8
| 4.2
| 9.6
| 沉淀完全时的pH
| 9.0
| 4.0
| 5
| 11
| ① 试剂A应选择 ,试剂B应选择 。(填序号) A.稀盐酸 B.氧化铁 C.H2O2溶液 D.氨水 E.MgCO3固体 ② 已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.1×10-36,则反应Ⅲ后溶液中c(Fe3+)= mol·L-1。 ③ 灼烧完全的标志是 。 ④ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是 。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,计算“铁块”的纯度,则计算结果会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”),原因是 。 |
答案
(1)熔融的铁被空气中氧气氧化 (2)氢氧化钠溶液 2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑ (3)C D 1.1×10-6 前后两次灼烧质量相差不大于0.1g 84% 偏小 Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小。 |
解析
试题分析:(1)根据现象确定溶液中含有铁离子,再根据(3)改进实验结果判定熔融的铁在溅落时被空气中的氧气氧化;(2)需要把铁块中的铝溶解出再鉴别,用氢氧化钠溶液溶解;(3)①该操作的目的是把铁转化为氧化铁,除去杂质,根据氧化铁质量计算铁的纯度,沉淀时亚铁离子不易沉淀,顾需先把其氧化为铁离子再调节pH生成氢氧化铁沉淀;③前后两次灼烧质量相差不大于0.1g; ④红色粉末为氧化铁,则该“铁块”的纯度=12.0÷160×2×56÷10.0=0.84;因为Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小,导致结果偏小。 |
举一反三
等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5:6(相同状况),则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是 A.甲、乙中都是铝过量 | B.甲中铝过量,乙中碱过量 | C.甲中酸过量,乙中铝过量 | D.甲中酸过量,乙中碱过量 |
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X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期,其相关信息如下表:
元素
| 相关信息
| X
| X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
| Y
| Y是地壳中含量最高的元素
| Z
| Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
| W
| W的一种核素的质量数为28,中子数为14
| (1)W位于元素周期表第 周期第 族;W的原子半径比X的 (填“大”或“小”)。 (2)Z的第一电离能比W的 (填“大”或“小”);XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 。氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。 (3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。 (4)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,该反应的热化学方程式是 。 |
用铝热法还原下列氧化物制得金属各1 mol,消耗铝最少的是A.MnO2 | B.WO3 | C.Cr2O3 | D.Co3O4 |
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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 。 |
将5.4 g Al 投入到200mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。该溶液可能为A.HNO3溶液 | B.Ba(OH)2溶液 | C.H2SO4溶液 | D.HCl溶液 |
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