专题9——第一单元 金属的冶炼方法
一、单选题
1.化学为人类的进步做出了巨大贡献。下列过程中,不涉及化学反应的是( )
A.铁矿石炼铁 B.打磨磁石制指南针 C.小苏打焙制糕点 D.氯气制消毒液
A.A B.B C.C D.D
2.生活、生产中化学无处不在。下列叙述错误的是( )
A.工业乙醇都来源于淀粉的酿造
B.碳酸钠溶液可作为厨房除油污的洗涤剂
C.足球烯和金刚石是结构不同的单质碳
D.早在春秋战国时期我国就开始了冶铁,其方法属于高炉炼铁
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH3极易溶于水,可用作制冷剂
B.Al2O3熔点高,可用于电解冶炼铝
C.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥
D.ClO2具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
4.下列说法错误的是
A.电解熔融氯化镁可制取金属镁
B.电解饱和食盐水可制取氯气
C.纯铁比生铁易生锈
D.硫黄或硫铁矿可用于接触法制硫酸
5.短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,且M的原子半径在短周期主族元素中最大;2022年春节期间王亚平在太空绘制奥运“五环”时使用了试剂M2YZ3和Y2X4Z2(结构式如图),它们能使甲基橙溶液分别变为黄色、红色。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:M>Z
B.简单氢化物的稳定性:Z>Y
C.工业上采用热还原法制备M的单质
D.X、Y形成的化合物一定不能使酸性KMnO4溶液褪色
6.目前工业上冶炼铝通常采用的方法是( )
A.CO或H2还原法 B.铝热反应法
C.电解法 D.热分解法
7.下列化合物不能由单质间的一步反应制得的是( )
A.NaCl B.CuCl C.Na2O D.Al2O3
8.下列说法错误的是( )
A.原子光谱可用于鉴定氢元素
B.电解法可用于冶炼铝等活泼金属
C.分馏法可用于提高石油中乙烯的产量
D.焰色试验可用于区分NaCl和KCl
9.由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共24g,与足量的稀硫酸反应产生11.2L氢气(标准状况),则合金中一定含有的金属是( )
A.Na B.Zn C.Al D.Mg
10.下列关于铝及其化合物的说法正确的是( )
A.铝是地壳中含量最多的元素
B.铁粉中混有少量铝粉,可以用氧氧化钠溶液除去铝粉
C.用带小孔的铝箔包裹金属钠,用镊子将其投入水中,产生气体的分子数为
D.铝表面有致密氧化膜保护,故铝制餐具可以用来较长时间存放碱性食物
11.已知NH4++AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+NH3·H2O,向含有等物质的量的NH4+、Al3+、H+的混合溶液中,慢慢滴加NaOH溶液直至过量,并不断搅拌,发生以下离子反应:
①H++OH-=H2O
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
③Al3++3OH-=Al(OH)3↓
④NH4++OH-=NH3·H2O
先后顺序正确的是( )
A.①→②→③→④ B.①→③→②→④
C.①→③→④→② D.①→④→②→③
12.化学与生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是( )
A.漂白粉的有效成分为次氯酸钙
B.石油分馏可得到汽油、煤油等多种产品
C.纯铁比生铁抗腐蚀性更强
D.工业上电解熔融MgO冶炼Mg
13.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
A.高炉炼铁:Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
B.火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2
C.铝的冶炼:Al2O3+3H2 2Al+3H2O
D.铝热法炼铁:Fe2O3+2Al 2Fe +Al2O3
14.工业上生产硫酸时,其中SO2与O2反应生成SO3的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。在生产过程中,充分利用反应放出的热量对SO2和O2进行加热,并将尾气进行循环利用。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.MgO、Al2O3熔点高,可用于制作耐火材料
B.NaHCO3能与碱反应,可用作焙制糕点的膨松剂
C.浓硫酸具有脱水性,可用于干燥氢气
D.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆
15.下列说法正确的是( )
A.亚硝酸钠溶液具有防腐作用,可用来浸泡新鲜瓜果
B.我国古代就已采用加热胆矾或绿矾的方法制取硫酸
C.红宝石是含有少量金属氧化物的刚玉,主要成分为二氧化硅
D.Na3AlF6溶液中滴加1mol/L氨水至过量会产生白色沉淀
16.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是( )
①金属钠投入CuCl2溶液中
②向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中
④向NaAlO2溶液中滴入少量盐酸
⑤过量NaOH溶液和明矾溶液混合
A.只有①③④⑤ B.只有①④
C.只有②③ D.只有②③④
17.将Mg、Al的均匀混合物分成四等分分别加入到足量的下列四种溶液中,充分反应后,生成H2最多的是( )
A.1mol/L的HCl B.5mol/L的HNO3
C.3mol/L的NaOH D.18.4mol/L的H2SO4
18.下列表述Ⅰ、Ⅱ均正确并且无因果关系的是( )
选项 表述Ⅰ 表述Ⅱ
A 常温下铝在浓硫酸中发生钝化 可用铝槽车密封运送浓硫酸
B SO2有漂白性 SO2通入品红溶液中,溶液褪色
C 热稳定性:Na2CO3>NaHCO3 同浓度溶液碱性:Na2CO3>NaHCO3
D 非金属性:F>Cl 氢化物的稳定性:HF>HCl
A.A B.B C.C D.D
19.中华优秀传统文化涉及了很多化学知识。下列有关说法不正确的是( )
A.《神农本草经》中“石胆…能化铁为铜、成金银”描述的是湿法炼铜
B.《本草纲目拾遗》中对强水的记载:“性最猛烈,能蚀五金。”强水为强电解质
C.“火树银花合,星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能
D.刘长卿诗云“水声冰下咽,砂路雪中平”,固态冰转化为液态水需要吸热
20.在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.HClOCl2NaClO
B.SSO2BaSO3
C.AlAlCl3NaAlO2
D.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
二、多选题
21.用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如图.下列有关说法不正确的是( )
A.制取玻璃和粗硅的同时均产生CO2气体
B.生产高纯硅、铝、铜及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法
D.黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料
22.(多选)铝在人体中积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制.铝在下列使用场合中,必须加以控制的是( )
A.制造炊具 B.制饮料罐
C.制铝合金窗 D.炼铝厂制造铝锭
23.以下物质间的每步转化不能通过一步反应就能实现的是( )
A.Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2 B.MgCl2→Mg→Mg3N2
C.S→SO2→H2SO4 D.NaCl→Cl2→FeCl2
三、填空题
24.工业上铁冶炼是在 中进行的.在冶炼过程中铁元素被还原,还原剂是 ,产生还原剂的化学方程式是 、 .用这种方法冶炼的铁是含碳2%~4.5%的 ,将它进一步冶炼,就可以得到用途广泛的 .
25.把一定质量的镁、铝混合物投入到1mol L﹣1的盐酸中,待金属完全溶解后,向溶液中加入1mol L﹣1的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示.则:
(1)金属铝的质量为 g
(2)a的取值范围是 mL.
(3)n(Mg)/n(Al)的最大值是 .
26.锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强酸,又能溶于强碱.但是氢氧化铝不溶于氨水,而氢氧化锌能溶于氨水,生成Zn(NH3)42+.回答下列问题:
(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后,溶液中铝元素的存在形式为 (用化学式表示).
(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 .
(3)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法即可鉴别的是 .
①硫酸铝和氢氧化钠 ②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水
(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式 .试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因 .
27.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42﹣全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是 .
28.某粉末状试样A是等物质的量的MgO和Fe2O3的混合物。取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成。产物中的单质B是 (填化学式)。
四、实验探究题
29.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。指明使用镁条和氯酸钾的目的是 。
(2)某同学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,溶液未见红色。为测定该实验所得“铁块”中铁元素含量,设计实验流程如图所示。
几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
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
② 写出反应Ⅱ的离子方程式 。
③ 设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4 。
④ 上述实验应灼烧至M质量不变,则能证明M质量不变的标志是 。
⑤ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是 。
30.某研究性学习小组拟探究在含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液时,生成氢氧化物沉淀的过程.
【实验】在0.1mol L﹣1MgSO4、0.05mol L﹣1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5mol L﹣1NaOH溶液,借助氢离子传感器和相应分析软件,测得溶液的pH随NaOH溶液的加入变化情况如图所示.
(1)为精确控制加入NaOH溶液的体积,可将NaOH溶液置于 (填仪器名称)中滴加.
(2)图中有三个pH增加缓慢的阶段,第一阶段(a点前)对应的实验现象是 .
(3)对第二阶段(b、c之间)溶液pH变化缓慢的本质,小组同学做出如下推测,请补充推测2和3:
推测1:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣.
推测2: .
推测3: .
若推测1符合实际情况,则a点之前反应的离子方程式为 ,请据此描述Mg(OH)2、Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异 .
(4)请分析e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验(可不填满):
较大量存在的含金属元素的离子 检验方法
五、综合题
31.按要求完成填空。
(1)等物质的量的盐酸、苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应,在相同条件下产生氢气的体积之比为
(2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3杂质应 ,离子方程式为
(3)将一小块金属钠投入到FeCl3溶液中,此时观察到的现象是
,有关化学反应方程式是
32.元素单质及其化合物有广泛用途,请回答下列问题:
(1)第三周期元素中,钠原子核外有 种能量不同的电子;氯原子的最外层电子排布式为 ;由这两种元素组成的化合物的电子式为 。
(2)下列气体能用浓硫酸干燥的是________。
A.NH3 B.HI C.SO2 D.CO2
(3)请用一个实验事实说明钠与镁的金属性强弱 。
(4)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时可分解生成两种盐,化学方程式为:KClO3 KCl+KClO4 (未配平),则氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(5)已知:
化合物 MgO MgCl2
类型 离子化合物 离子化合物
熔点/℃ 2800 714
工业上电解MgCl2制单质镁,而不电解MgO的原因是 。
33.铝是重要的金属,有诸多用途.回答下列问题:
(1)利用铝与氧化铁可以焊接钢轨,写出发生反应的化学方程式 。
(2)如图1为金属铝与1L盐酸反应生成氢气的物质的量与反应时间的关系。
①0~20s范围内用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 (假定反应前后溶液体积不变);
②从图可以看出,0~7s反应速率最大,其原因是 。
(3)以Al、Mg为电极,可以组装一种原电池装置(如图2所示)。
①若电解质溶液为稀硫酸时,则Mg电极上发生的电极反应式为 ,当外电路有0.3mol电子转移时,Al电极上生成 L(标准状况)H2;
②若电解质溶液为NaOH溶液,则外电路中的电子 (填“流出”或“流入”)Al电极。
六、推断题
34.有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知:①C+、D3+均与E的气态氢化物分子含有相同的电子数;A2-、B-与B的气态氢化物分子含有相同的电子数:②A单质在空气中燃烧产生气体R;③B的气态氢化物与E的气态氢化物相遇时有白烟生成。
请回答下列问题:
(1)元素A在元素周期表中的位置是 。
(2)A,B,C,D的简单离子半径从大到小顺序为 (用离子符号表示)。
(3)B的气态氢化物与E的气态氢化物相遇时生成白烟,该白烟的电子式为 。
(4)D的最高价氧化物的水化物与C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为 。
(5)A元素和B元素以原子个数比1∶1形成化合物Q,Q的结构式为 。已知Q是种黄色油状液体,常温下遇水易反应,产生R气体,且溶液出现浑浊,请写出Q与水反应的化学方程式 。
35.五种短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。B的最外层电子数是其电子层数的3倍;C、D、E的最高价氧化物对应水化物两两均可反应;A的单质在E的单质中能安静地燃烧,产生苍白色火焰。回答下列问题:
(1)B元素在元素周期表中的位置是 ,B、C、D形成的简单离子的半径由大到小的顺序是 (用化学符号表示)。
(2)B与C能形成一种淡黄色的固体,其电子式为 ,它能用于呼吸面具的原因是 (用其中一个化学方程式表示)。
(3)D的单质常用于焊接钢轨,请用化学方程式表示其反应原理 。D、E的最高价氧化物对应水化物之间发生反应的离子方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A. 铁矿石主要成分是氧化铁,炼铁变为单质铁,发生了化学反应,故A符合题意;
B. 磁石制指南针,没有发生化学反应,故B符合题意;
C. 小苏打焙制糕点过程中发生分解,发生了化学反应,故C不符合题意;
D. 氯气制消毒液,是氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,发生化学反应,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.氧化铁变为单质铁,发生了化学反应;
B.磁石制指南针没有新物质生成;
C.小苏打焙制糕点过程中发生分解;
D.Cl2与NaOH反应;
2.【答案】A
【解析】【解答】A.工业上常用乙烯水化法制备乙醇,A符合题意;
B.碳酸钠水溶液水解显碱性,油脂在碱性条件下能发生水解,因此碳酸钠溶液可作为厨房除油污的洗涤剂,B不符合题意;
C.足球烯和金刚石中只含碳元素,但它们内部的结构不同,属于同素异形体,是碳元素形成的两种不同的单质,C不符合题意;
D.春秋时期,发明了冶铁技术,其方法是将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)与木炭交错堆积,利用自然风力进行燃烧,木炭不完全燃烧产生的CO将矿石中的Fe2O3还原成铁,该反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,与高炉炼铁的原理相同,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.工业上常用乙烯水化法制备乙醇;
B.碳酸钠水溶液水解显碱性,油脂在碱性条件下能发生水解;
C.同种元素形成的不同单质互为同素异形体;足球烯和金刚石是碳元素形成的两种不同的单质;
D.高炉炼铁的原理是CO将矿石中的Fe2O3还原成铁。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.NH3 加压易液化,气化时吸收大量的热使环境温度降低,可用作制冷剂,A不符合题意;
B.Al2O3是离子化合物,熔融状态下能导电,可用于电解冶炼铝,B不符合题意;
C.NH4HCO3作氮肥,是利用其溶解后的铵根离子可被植物吸收,C不符合题意;
D.ClO2 具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.液氨汽化吸收大量的热,可作制冷剂;
B.用氧化铝电解冶炼铝是因为熔融的氧化铝能导电;
C.碳酸氢铵用作氮肥是因为其含有氮元素。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.,A项不符合题意;
B.,B项不符合题意;
C.生铁中铁与C和电解质形成原电池腐蚀更快,C项符合题意;
D.硫磺火硫铁矿经灼烧变为SO2再转为SO3经浓硫酸吸收转化为硫酸,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.电解熔融氯化镁生成单质镁和氯气;
B.电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气;
C.生铁为铁碳合金,易形成原电池,加速腐蚀;
D.硫黄或硫铁矿灼烧生成二氧化硫,二氧化硫催化氧化生成三氧化硫。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.由分析可知,Z是O,M是Na,核外电子排布相同时,原子序数越小半径越大,则O2->Na+,A不符合题意;
B.由分析可知Y是C,Z是O,非金属性越强,其氢化物越稳定,则稳定性,H2O>CH4,B符合题意;
C.由分析可知M是Na,Na比较活泼,应该采用电解法制备其单质,C不符合题意;
D.由分析可知,X为H,Y是C,其形成的乙烯中含有碳碳双键,可以被酸性KMnO4溶液氧化,而使其褪色,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.粒子半径比较:层数越多半径越大,核电荷数越小半径越大,最外层电子数越多半径越大
B.元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强
C.金属冶炼常用方法:电解法、热还原法、热分解法、富集法
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机官能团:碳碳双键,碳碳三键,羟基,醛基,与苯环直接相连的碳上有氢
6.【答案】C
【解析】【解答】铝是活泼的金属,一般通过电解熔融的氧化铝得到。
故答案为:C。
【分析】 电解法是利用直流电进行氧化还原反应的方法,原理是电流通过物质而引起化学变化,该化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解时,把电能转变为化学能的装置为电解槽,电解过程是在电解池中进行的。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.钠和氯气点燃生成NaCl,故不选A;
B.铜和氯气点燃生成CuCl2,故选B;
C.钠和氧气在常温下反应生成Na2O,故不选C;
D.铝和氧气反应生成Al2O3,故不选D;
故答案为:B。
【分析】A.钠和氯气点燃生成NaCl;
B.铜和氯气点燃生成CuCl2;
C.钠和氧气在常温下反应生成氧化钠;
D.铝和氧气反应生成氧化铝。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.不同原子都有各自的特征谱线,即为原子光谱,不同原子的原子光谱是不相同的,利用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱可鉴定氢元素,A不符合题意;
B.电解法是强有力的氧化还原手段,可使不易得电子的活泼金属阳离子发生还原反应生成金属单质,冶炼铝等活泼金属常用电解法,B不符合题意;
C.石油中不含乙烯,分馏石油不能得到乙烯。工业上常用裂解石油气反应产生乙烯,以提高乙烯的产量,C符合题意;
D.钠离子焰色试验呈黄色,钾离子焰色试验呈紫色(透过钴玻璃观察),所以区分NaCl和KCl可用焰色试验,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.不同原子的原子光谱不同;
B.活泼金属的阳离子不易得电子,常用电解法制备;
C.石油裂解得到乙烯;
D.钠元素的焰色反应为黄色,钾元素的焰色反应为紫色。
9.【答案】B
【解析】【解答】令两种单质组成的混合物为R,且反应后R的化合价为+2价,R与稀硫酸反应R+2H+=R2++H2↑, ,解得M(R)=48g·mol-1,平均摩尔质量为48g·mol-1,那么其中一种金属的摩尔质量大于48g/mol,另外一种金属的摩尔质量小于48g/mol;化合物中Na的化合价为+1价,转化成+2价时,Na摩尔质量为46g·mol-1;Zn的摩尔质量为65g·mol-1;Al的化合物中 Al的化合价为+3价,转化为+2价,Al摩尔质量为18g·mol-1;Mg的价态为+2价,摩尔质量为24g·mol-1;根据上述分析,只有Zn的摩尔质量大于48g/mol,合金中一定含有的金属是Zn,选项B符合题意;
故答案为B。
【分析】这些金属都能与稀硫酸反应生成氢气,设两种单质组成的混合物为R,同时令反应后R的化合价为+2价,有R+2H+=R2++H2↑,根据题中所给量,求出R的平均摩尔质量,利用极端法,得出结果;
10.【答案】B
【解析】【解答】A.地壳中含量最多的元素为氧元素,故A不符合题意;
B.铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,而铁不能与氢氧化钠溶液反应,故可以用氢氧化钠溶液除去铁粉中混有的少量铝粉,故B符合题意;
C.2.3g金属钠与水反应产生氢气的分子数为,但是钠与水反应生成的氢氧化钠溶液也会和铝箔反应产生氢气,故产生气体分子总数大于,故C不符合题意;
D.铝表面的氧化膜会与酸性和碱性食物发生反应,因此不能长期存放酸性或碱性食物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】易错点:A.铝是地壳含量最多的金属元素
B.利用铝与氢氧化钠溶液反应,而铁不可以
C.不要忽略铝箔可以与氢氧化钠反应也可以产生氢气
D.三氧化二铝是两性氧化物,既可以与酸反应,也可以与碱反应
11.【答案】C
【解析】【解答】氢氧化铝是两性氧化物,既可以与强碱反应,也可以与酸反应;所以在NH4+、Al3+、H+的混合溶液中,慢慢滴加NaOH溶液,氢氧化钠先是与氢离子反应,发生反应①H++OH =H2O,;接着是与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,发生反应③Al3++3OH-=Al(OH)3↓,然后是氢氧化钠与铵根离子反应,发生反应④NH4++OH-=NH3·H2O,最后才是与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠,发生反应②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,所以反应的顺序为:①→③→④→②,
故答案为:C;
【分析】通常来说溶液中的离子反应以H+与OH-间的中和反应速率最快;向NH4+、Al3+中加入NaOH溶液,若前者先发生反应,则生成NH3·H2O,而NH3·H2O与Al3+会重新结合生成NH4+、Al(OH)3。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.漂白粉的有效成分为次氯酸钙,故A不符合题意;
B.石油分馏可得到汽油、煤油等多种化工产品,故B不符合题意;
C.生铁易形成原电池,加快腐蚀,故C不符合题意;
D.工业上制备镁单质为电解熔融氯化镁,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】工业上制备镁采用电解熔融氯化镁,熔点低。
13.【答案】C
【解析】【解答】制备金属铝是用电解熔融氧化铝的方法制备,其反应的化学方程式为:,C符合题意;
故答案为:C
【分析】根据金属冶炼方法进行分析。
14.【答案】A
【解析】【解答】A.MgO、Al2O3都是离子化合物,离子之间以极强的离子键结合,离子之间作用力很强,故物质熔点高,因此可用于制作耐火材料,A符合题意;
B.NaHCO3不稳定,受热分解产生CO2气体,气体从面团中逸出,从而能够使面团松软,故可用作焙制糕点的膨松剂,这与其与碱反应的性质无关,B不符合题意;
C.浓硫酸具有吸水性,因此可用于干燥氢气,这与浓硫酸的脱水性无关,C不符合题意;
D.SO2具有漂白性,因此可用于漂白纸浆,这与SO2具有氧化性无关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.离子化合物熔点高,可用于制作耐火材料;
B.NaHCO3不稳定,受热分解产生CO2气体;
C.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥气体;
D.SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.亚硝酸钠溶液具有防腐作用,但亚硝酸盐有毒,不宜用来浸泡新鲜瓜果,故A不符合题意;
B.加热胆矾或绿矾可生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸,故B符合题意;
C.红宝石是含有少量金属氧化物的刚玉,主要成分为氧化铝,故C不符合题意;
D.Na3AlF6溶液中滴加1mol/L氨水至过量,AlF63-较稳定,不与氨水反应,无白色沉淀产生,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.亚硝酸钠是工业用盐有毒,服用时易致癌,不易用来清洗新鲜水果
B.胆矾是五水硫酸铜,绿矾是七水硫酸亚铁,加热时会发生分解反应,产生三氧化硫,溶于水后称为硫酸
C.刚玉的硬度很大,主要成分是氧化铝,二氧化硅是石英的主要成分
D.氟离子结合铝离子的能力强于氢氧根离子,故不会出现沉淀现象
16.【答案】D
【解析】【解答】①金属钠投入CuCl2溶液中,钠与反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与氯化铜反应生成蓝色沉淀,故不符合题意;
②向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,故有白色沉淀析出,故符合题意;
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,反应生成碳酸钙白色沉淀,故符合题意;
④向NaAlO2溶液中滴入少量盐酸,由于盐酸少量,故发生反应 ,有白色沉淀氢氧化铝生成,故符合题意;
⑤过量NaOH溶液和明矾溶液混合,因为氢氧化钠过量,故Al3+转化成AlO2-,无沉淀,故不符合题意;
正确的有②③④;
故答案为D。
【分析】偏铝酸盐中滴加盐酸时先发生 ,再发生 ,故现象为先产生白色沉淀,后沉淀消失。
17.【答案】A
【解析】【解答】A、Mg与H+反应:Mg+2H+=Mg2++H2↑,Al与H+反应2Al+6H+=2Al3++3H2↑;
B、与硝酸反应不产生H2;
C、只有铝与NaOH反应生成H2;
D、与浓硫酸反应不生成H2;
因此生成H2的量最多的是A;
故答案为:A。
【分析】Mg与H+反应:Mg+2H+=Mg2++H2↑,Al与H+反应2Al+6H+=2Al3++3H2↑,Al与碱的反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,据此分析;
18.【答案】C
【解析】【解答】A.铝在常温下遇浓硫酸钝化,因此可以用铝槽车运送浓硫酸,A项不符合题意;
B. 具有漂白性,因此可以使品红溶液褪色,B项不符合题意;
C.虽然两个表述都对,但是热稳定性与水解程度并无直接联系,C项符合题意;
D.非金属性越强,其氢化物的热稳定性越强,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠,同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液,碳酸钠的碱性强,但是二者不存在因果关系。
19.【答案】B
【解析】【解答】A.《神农本草经》中“石胆…能化铁为铜、成金银”描述的是铁置换铜的反应,因此属于湿法炼铜,A不符合题意;
B.强水属于混合物,不是电解质也不是非电解质,B符合题意;
C.“火树银花合,星桥铁锁开”意思是明灯错落,园林深处映射出璀璨的光芒,有如娇艳的花朵一般;由于四处都可通行,所以城门的铁锁也打开了,所以其中涉及化学能转化为热能和光能,C不符合题意;
D.固态转化为液态需要吸热,因此固态冰转化为液态水需要吸热,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解质是纯净物,而强水是混合物,结合选项即可判断
20.【答案】D
【解析】【解答】A.次氯酸见光发生分解反应生成HCl和,A不符合题意;
B.盐酸的酸性大于亚硫酸,根据强酸制备弱酸原理,与溶液不反应,B不符合题意;
C.氯化铝溶液中加入氨水产生沉淀,C不符合题意;
D.碳酸氢钠粉末受热分解得到碳酸钠、水和二氧化碳,碳酸钠和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液,故均能实现转化,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、次氯酸光照分解为氯化氢和氧气;
B、二氧化硫和氯化钡不反应;
C、氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝;
D、碳酸氢钠受热分解为碳酸钠,碳酸钠和澄清石灰水反应生成氢氧化钠。
21.【答案】A,B
【解析】【解答】解:A.石灰石、纯碱和二氧化硅在高温下反应生成二氧化碳气体,石英和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳,故A错误;
B.生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故B错误;
C.制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅,故C正确;
D.SO2可以转化成SO3,进而生成H2SO4;FeO与CO在高温下可生成Fe,故D正确.
故选AB.
【分析】A.石灰石、纯碱和二氧化硅在高温下反应生成二氧化碳气体,石英和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳;
B.生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑;
C.制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅;
D.SO2可以转化成SO3,进而生成H2SO4;FeO与CO在高温下可生成Fe.
22.【答案】A,B
【解析】【解答】解:A.用铝制作炊具时,会使铝进入人体,需要加以控制,故A选;
B.制饮料罐,可使铝通过饮料进入人体,需要加以控制,故B选;
C.用铝制门窗,铝与人的消化系统不直接接触,铝不会因使用电缆进入人体,与人体健康无关,无需控制,故C不选;
D.炼铝厂制造铝锭与人体健康无关,无需控制,故D不选.
故选AB.
【分析】铝在人体内积累可使人慢性中毒,铝进入人体的主要途径是通过消化系统,既然铝是食品污染源之一,凡与人的食用物品及口腔接触的物品都必须控制铝的使用.
23.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、氧化铝不溶于水,不能和水之间反应获得氢氧化铝,即Al2O3→Al(OH)3的转化不能一步实现,故A错误;
B、电解熔融的MgCl2得到单质Mg,镁与氮气反应生成Mg3N2,可以实现步转化转化,故B正确;
C、S SO2 H2SO4,可以实现步转化转化,故C正确;
D、电解熔融的NaCl得到单质Cl2,与铁反应生成氯化铁,而不是氯化亚铁,所以Cl2→FeCl2的转化不能一步实现,故D错误;
故选AD.
【分析】A、氧化铝不溶于水,不能和水之间反应;
B、电解熔融的MgCl2得到单质Mg,镁与氮气反应生成Mg3N2;
C、S SO2 H2SO4;
D、电解熔融的NaCl得到单质Cl2,与铁反应生成氯化铁,而不是氯化亚铁.
24.【答案】炼铁高炉;CO;C+O2 CO2;CO2+C 2CO;生铁;钢
【解析】【解答】解:工业上铁冶炼,在炼铁高炉中物料从炉顶进入,从炉底出去,从炉底进热空气,上方下来的焦炭在炉底部进风口附近首先反应C+O2 CO2,生成二氧化碳.然后二氧化碳随气流上升与焦炭进一步反应CO2+C 2CO,生成一氧化碳,最后一氧化碳与铁矿石反应还原出铁,一氧化碳作还原剂,生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,而钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,所以将生铁进一步冶炼,就可以得到用途广泛的钢,
故答案为:炼铁高炉;CO;C+O2 CO2;CO2+C 2CO;生铁;钢.
【分析】工业上铁冶炼,在炼铁高炉中一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳的生成为碳和氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳和碳高温反应生成一氧化碳,一氧化碳为还原剂,生铁和钢主要成分都是铁,主要区别是含碳量不同.
25.【答案】0.27;0≤a<50;2.5
【解析】【解答】(1)根据图可知,首先发生的反应是中和过量的酸:H++OH﹣=H2O,然后是沉淀两种金属离子:Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓、Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,最后是Al(OH)3的溶解:Al(OH)3+OH﹣=[Al(OH)4]﹣,从横坐标80mL到90mL这段可以求出n(Al(OH)3)=0.01mol,则n(Al)=n(Al(OH)3)=0.01mol,即为0.27g,
故答案为:0.27;
(2)假设盐酸溶解金属后不剩,这种情况下,酸恰好与合金反应完全,即a=0,通过极值法,当合金中完全是铝时,因为沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL,从图可知,中和过量的酸所消耗的碱液体积最大为50mL,但是假设不成立,最大值是不存在的,所以的取值范围为 0≤a<50,
故答案为:0≤a<50;
(3)n(Al)=n(Al(OH)3)=1mol L﹣1×0.01L=0.01mol,所以沉淀Al3+需要的OH﹣为0.03mol,即NaOH溶液的体积为30mL,镁离子和铝离子沉淀完全消耗的碱的体积为80﹣a,若假设盐酸不剩,所以沉淀Mg2+需要NaOH溶液的体积最大值为50mL,求出n (Mg)的最大值为0.025mol,所以该合金中镁铝两元素物质的量之比的最大值为2.5,
故答案为:2.5.
【分析】(1)根据氢氧化钠的体积在80至90mL段内,所有的氢氧化钠用于溶解氢氧化铝,根据氢氧化钠的量确定氢氧化铝的量,根据原子守恒确定金属铝的量;
(2)合金的组成可以采用极限假设法,当金属全部是金属铝时剩余的酸最多,a的值最大来判断a得取值范围;
(3)根据图象中消耗的氢氧化钠的量确定合金中金属镁的最大量,进而确定该合金中两元素物质的量之比的最大值.
26.【答案】Na[Al(OH)4];Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(0H)4]+H2↑;①③④;Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中,生成Zn(NH3)42+,氨水的量不易控制
【解析】【解答】(1)属铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,溶液中铝元素的存在形式为Na[Al(0H)4],故答案为:Na[Al(OH)4];
(2)根据题干信息得锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(0H)4]+H2↑,故答案为:Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(0H)4]+H2↑;
(3)①硫酸铝中加氢氧化钠,先出现沉淀,然后沉淀消失,然后又出沉淀,向氢氧化钠中加硫酸铝没有现象,故用相互滴加的实验方法可以鉴别;
②硫酸铝和氨水不管是谁往谁中相互滴加是现象均是出现白色沉淀,用相互滴加的实验方法不可以鉴别;
③往硫酸锌中加氢氧化钠时,会出现白色沉淀,向氢氧化钠中加硫酸锌时,无现象,故用相互滴加的实验方法可以鉴别;
④往硫酸锌中加氨水时,会出现白色沉淀,向氨水中加硫酸锌时,无现象,故用相互滴加的实验方法可以鉴别;
故答案为:①③④;
(4)可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式为:Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌,因为可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中,生成Zn(NH3)42+,氨水的量不易控制.故答案为:Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌可溶于过量的氨水中,生成Zn(NH3)42+,氨水的量不易控制.
【分析】(1)金属铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
(2)锌和氢氧化钠的反应与金属铝和氢氧化钠的反应相似;
(3)用相互滴加的实验方法时,如果所产生的实验结果不同,即可鉴别;
(4)可溶性铝盐与氨水反应可以获得氢氧化铝沉淀,可溶性锌盐与氨水反应获得氢氧化锌沉淀可以溶于过量的氨水中.
27.【答案】AlO2﹣
【解析】【解答】解:明矾的化学式为KAl(SO4)2 12H2O,设明矾为1mol,则溶液中含有1molAl3+,2molSO42﹣,由反应SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓可知,使SO42﹣全部转化成BaSO4沉淀,需要2molBa(OH)2,则加入4molOH﹣,则发生Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O,所以最后溶液中存在AlO2﹣,故答案为:AlO2﹣.
【分析】明矾的化学式为KAl(SO4)2 12H2O,设明矾为1mol,则溶液中含有1molAl3+,2molSO42﹣,根据反应:SO42﹣+Ba2+=BaSO4↓、Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O判断.
28.【答案】Fe
【解析】【解答】金属性Mg>Al>Fe,因此铝能与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁,与氧化镁不反应,所以产物中的单质B是Fe。
【分析】铝热反应以铝粉和氧化铁为主要反应物的发热反应。当温度超过1250℃时,铝粉激烈氧化,燃烧而放出大量热。这种放热反应的温度可达3000℃以上。铝热反应非常迅速,作用时间短。
29.【答案】(1)引发铝热反应
(2)C;D;2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;足量稀硫酸;几滴(少量)高锰酸钾溶液;溶液紫红色未褪去;连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g;84.0%
【解析】【解答】(1)使用镁条和氯酸钾的目的是点燃镁条燃烧放热促进氯酸钾分解生成氯化钾和氧气,起到高温引发铝热反应的目的,即使用镁条和氯酸钾的目的是引发铝热反应。(2)①根据表格可知,要使铁元素完全沉淀而铝离子和镁离子不沉淀,需要将亚铁离子转化为铁离子,又因为不能引入新杂质,所以需要加入双氧水,然后调节4≤pH<4.2即可将铁离子沉淀而铝离子和镁离子不沉淀。调节pH时不能用氧化铁,因为会引入铁元素,因此试剂A应选择双氧水,试剂B应选择氨水,故答案为:C和D。
②反应Ⅱ是双氧水氧化亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
③氧化铁溶于酸生成铁离子,四氧化三铁溶于酸生成铁离子和亚铁离子,因此要设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4只需要证明溶液中含有亚铁离子即可,所以实验方案为取少量M固体于试管中,向其中加入足量稀硫酸,固体完全溶解,溶液呈棕黄色,继续向上层溶液中滴加几滴少量高锰酸钾溶液,振荡观察紫红色溶液未褪去,说明不含有亚铁离子。
④上述实验应灼烧至M质量不变,则能证明M质量不变的标志是连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g。
⑤若最终红色粉未M的质量为12.0 g,即氧化铁是12.0g,物质的量是12.0g÷160g/mol=0.075mol,所以铁元素的质量是0.075mol×2×56g/mol=8.4g,则该“铁块”的纯度是8.4g/10g×100%=84.0%。
【分析】(1)根据铝热反应需要高温条件分析解答。(2)取反应后的“铁块”溶于盐酸,生成铁盐或亚铁盐、镁离子和铝离子,根据离子的性质结合流程图分析解答。
30.【答案】(1)碱式滴定管
(2)生成白色沉淀并逐渐增多
(3)生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣;Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣;Al3++3OH﹣═Al(OH)3↓;Al(OH)3比Mg(OH)2更难溶于水
(4)Na+;用洁净的铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧,若火焰呈黄色,表明存在Na+|[Al(OH)4]﹣|取少量待测液于试管中,滴加盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀又溶解
【解析】【解答】解:(1)精确控制加入NaOH溶液的体积,应用精确度0.01mL的滴定管,又NaOH呈碱性,故选用碱式滴定管,故答案为:碱式滴定管;(2)由图象可知,PH变化缓慢的主要原因应为:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣;生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣; Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣三种可能,第一阶段(a点前)应该是生成沉淀消耗了滴下去的氢氧化钠,故现象为:生成白色沉淀并逐渐增多,
故答案为:生成白色沉淀并逐渐增多;(3)根据分析可知,PH变化缓慢的主要原因应为:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣;生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣; Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣三种可能,若推测1符合实际情况,b、c之间生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣,则a点之前应该是产生氢氧化铝的反应,所以反应的离子方程式为Al3++3OH﹣═Al(OH)3↓,据此说明在碱性溶液中铝离子比镁离子更易沉淀,所以Al(OH)3比Mg(OH)2更难溶于水,
故答案:生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣;Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣;Al3++3OH﹣═Al(OH)3↓;Al(OH)3比Mg(OH)2更难溶于水;(4)根据以上分析得出,e点前的反应为Al(OH)3+OH﹣═Al(OH)4﹣,所以e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子为钠离子和Al(OH)4﹣离子,检验钠离子可以利用其焰色反应,若焰色反应呈黄色证明含钠元素,用洁净的铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧,若火焰呈黄色,表明存在Na+,Al(OH)4﹣离子和盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,过量盐酸会使沉淀溶解,取少量待测液于试管中,滴加盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀又溶解,
故答案为:
较大量存在的含金属元素的离子 检验方法
Na+ 用洁净的铂丝蘸取少量待测液在酒精灯火焰上灼烧,若火焰呈黄色,表明存在Na+
[Al(OH)4]﹣ 取少量待测液于试管中,滴加盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀又溶解
【分析】由图象可知,pH变化缓慢的主要原因应为:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣;生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣; Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣三种可能,至于哪一阶段为那种可能,应与 Al(OH)3、Mg(OH)2二者的溶解度有关.(1)滴定管的溶液体积精确到0.01mL,碱式滴定管是用来精确控制加入NaOH溶液的体积;(2)生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣;生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣; (3)根据分析可知,PH变化缓慢的主要原因应为:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣;生成Al(OH)3沉淀消耗OH﹣; Al(OH)3沉淀溶解,消耗OH﹣三种可能,若推测1符合实际情况,b、c之间生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH﹣,则a点之前应该是产生氢氧化铝的反应;(4)根据以上分析得出,e点前的反应为Al(OH)3+OH﹣═Al(OH)4﹣,所以e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子为钠离子和Al(OH)4﹣离子,焰色反应检验钠离子存在,Al(OH)4﹣离子和少量盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,盐酸过量会使氢氧化铝溶解.
31.【答案】(1)3:1
(2)通入过量的CO2气体;CO32-+ H2O + CO2 = 2HCO3-
(3)浮在液面上、熔化成光亮的小球、在液面上四处游动、发出嘶嘶响声、生成红褐色沉淀;6Na+6H2O+2FeCl3=6 NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑
【解析】【解答】(1) 2Al +2NaOH +2H2O = 2NaAlO2 +3H2↑,2Al +6HCl =2AlCl3+3H2↑,等物质的量的盐酸、苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应,根据方程式得出在相同条件下产生氢气的体积之比为3:1,故答案为:3:1;(2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3杂质应通入过量的CO2气体,离子方程式为CO32-+ H2O + CO2 = 2HCO3-,故答案为:通入过量的CO2气体;CO32-+ H2O + CO2 = 2HCO3-;(3)将一小块金属钠投入到FeCl3溶液中,此时观察到的现象是浮在液面上、熔化成光亮的小球、在液面上四处游动、发出嘶嘶响声、生成红褐色沉淀,有关化学反应方程式是6Na+6H2O+ 2FeCl3=6 NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑,故答案为:浮在液面上、熔化成光亮的小球、在液面上四处游动、发出嘶嘶响声、生成红褐色沉淀;6Na+6H2O+2FeCl3=6 NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑。
【分析】(1) 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑,根据方程式得出在相同条件下产生氢气的物质的雷之比;(2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3杂质应通入过量的CO2气体;(3)将一小块金属钠投入到FeCl3溶液中,此时观察到的现象是浮在液面上、熔化成三两小球、字液面上四处游动、发出嘶嘶响声、生成红褐色沉淀,有关化学反应方程式是6Na+6H2O +2FeCl3=6 NaCl+2Fe(OH)3+3H2↑。
32.【答案】(1)4;3s23p5;
(2)C;D
(3)NaOH的碱性强于氢氧化镁(或者钠与水反应更剧烈),所以钠的金属性比镁强
(4)3:1
(5)MgO的熔点高,熔融时耗费能源多,生产成本高
【解析】【解答】(1)钠原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,因此钠原子核外共有4种能量不同的电子;氯原子的最外层电子数为7,其电子排布式为3s23p5;由钠元素和氯元素形成的化合物为NaCl,其电子式为;
(2)A、NH3能与H2SO4反应,不能用浓硫酸干燥,A不符合题意;
B、HI具有还原性,浓硫酸具有氧化性,二者可发生氧化还原反应,因此HI不能用浓硫酸干燥,B不符合题意;
C、SO2与浓硫酸不反应,可用浓硫酸干燥,C符合题意;
D、CO2与浓硫酸不反应,可用浓硫酸干燥,D符合题意;
故答案为:CD
(3)欲证明两种金属金属性强弱,可通过证明最高价氧化物对应水化物碱性的强弱(或通过金属单质与水反应的剧烈程度)进行判断,因此要说明钠与镁的金属性强弱,可由NaOH的碱性强于Mg(OH)2(或钠与水反应更剧烈)说明;
(4)该反应中,氯元素由+5价变为-1价,得到6个电子,由+5价变为+7价,失去2个电子,根据得失电子守恒可得,KCl的系数为1,KClO4的系数为3;而反应过程中,KCl为还原产物,KClO4为氧化产物,因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:1;
(5)由表格数据可知,MgO的熔点比MgCl2的熔点高,电解熔融MgO时所需耗费的能量更多,因此工业上常用电解熔融MgCl2制取单质镁,而不用MgO;
【分析】(1)根据钠原子、氯原子的结构进行分析;
(2)浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,能用浓硫酸干燥的气体,不能与H2SO4发生反应;
(3)根据最高价氧化物对应水化物的碱性(或金属单质与水反应的剧烈程度),比较金属活动性强弱;
(4)根据得失电子守恒、原子守恒配平反应的化学方程式,再结合化合价变化确定氧化产物和还原产物,从而得出二者的物质的量之比;
(5)根据二者的熔点大小分析;
33.【答案】(1)Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3
(2)0.055mol L-1 s-1;该时间段内,反应物盐酸的浓度最大
(3)Mg-2e-=Mg2+;3.36;流出
【解析】【解答】(1)铝与氧化铁反应,生成氧化铝和铁,发生反应的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3。答案为:Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3;
(2)①由图可知,0~20s范围内生成H2的物质的量为0.55mol,则消耗盐酸中HCl的物质的量为1.1mol,用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 =0.055mol L-1 s-1;
②虽然铝与盐酸反应放热,但起初溶液的温度并不高,而0~7s反应速率最大,则其原因是该时间段内,反应物盐酸的浓度最大。答案为:0.055mol L-1 s-1;该时间段内,反应物盐酸的浓度最大;
(3)①若电解质溶液为稀硫酸时,则Mg为负极,Al为正极,在Mg电极上镁失电子生成Mg2+,发生的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+;此时Al电极生成H2,由此可建立如下关系式:H2—2e-,当外电路有0.3mol电子转移时,Al电极上生成H2的体积为 =3.36L;
②若电解质溶液为NaOH溶液,则Al为负极,Mg为正极,外电路中的电子从Al电极流出。答案为:Mg-2e-=Mg2+;3.36;流出。
【分析】(1)根据反应物和生成物即可写出方程式
(2)①根究根据的物质的量计算出盐酸变化量即可计算出速率
②浓度的大小直接影响速率,因此浓度越大速率越大
(3)①镁和铝做电极,硫酸做电解质溶液时,镁做负极,铝做正极即可写出电极反应式即可计算出氢气的量
②镁和铝做电极,铝做负极,即可判断电子的流向
34.【答案】(1)第三周期、ⅥA族
(2)S2->Cl->Na+>Al3+
(3)
(4)Al(OH)3+OH-=AlO +2H2O
(5)Cl-S-S-Cl;2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【解析】【解答】(1) A为硫元素,S在元素周期表中位于第三周期、ⅥA族,故答案为:第三周期、ⅥA族;
(2)一般而言,电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,离子半径:S2->Cl->Na+>Al3+,故答案为:S2->Cl->Na+>Al3+;
(3)B的气态氢化物为HCl,E的气态氢化物NH3,二者相遇时生成的白烟为NH4Cl,是离子化合物,电子式为 ,故答案为: ;
(4)D的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,C的最高价氧化物的水化物为NaOH,二者反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO +2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO +2H2O;
(5)A元素和B元素以原子个数比1∶1形成化合物Q为S2Cl2,其结构式为Cl-S-S-Cl;S2Cl2与水反应产生SO2气体,且溶液出现浑浊,产生硫沉淀,反应的化学方程式为 2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,故答案为:Cl-S-S-Cl;2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl。
【分析】(1)根据给出的元素符号即可判断出位置
(2)结合给出的元素结合电子层数越大,半径越大,以及电子层数相同时,质子数越小半径越大
(3)根据B的元素符号即可写出白烟的化学式即可写出电子式
(4)根据D和C的最高价氧化物的水化物即可写出离子方程式
(5)根据A和B的原子个数之比即可写出Q的结构式,即可写出与水反应的方程式
35.【答案】(1)第二周期第VIA族;O2->Na+>Al3+
(2);2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
【解析】【解答】由分析可知:A是H、B是O、C是Na、D是Al、E是Cl;
(1)B是O元素,在元素周期表中的位置是:第二周期第VIA族,B、C、D的简单离子都是10电子结构,核电荷数越大,离子半径越小,则O2->Na+>Al3+;故答案为:第二周期第VIA族;O2->Na+>Al3+;
(2)B与C能形成一种淡黄色的固体,为Na2O2,电子式为: ,过氧化钠能与人体呼出的二氧化碳产生氧气,化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;故答案为: ;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)铝热反应用于焊接钢轨,化学方程式为:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,D、E的最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3、HCl,反应离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;故答案为:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。
【分析】A、B、C、D、E是短周期元素,B的最外层电子数是其电子层数的3倍,则电子层数应为2,B为O元素;C、D、E的最高价氧化物对应水化物两两均可反应,应是氢氧化铝与强酸、强碱的反应,则C为Na、D为Al,E为Cl;A单质在E单质中燃烧火焰呈苍白色,为氢气和氯气的燃烧,可推知A为H元素;
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