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11分)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材(必修加选修)中对铝热反应的现象有这样的描述:反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。查阅《化学手册》知,AlAl2O3FeFe2O3熔点、沸点数据如下:

物质

Al

Al2O3

Fe

Fe2O3

熔点/

660

2054

1535

1462

沸点/

2467

2980

2750

-

I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_________________(合理不合理)

(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是______________,反应的离子方程式为_________________________________

(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是____________(填序号)

A.浓硫酸 B.稀硫酸C.稀硝酸   D.氢氧化钠溶液

II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。满分5 manfen5.com试回答下列问题:

(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为________________

(2)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式_______________    

上述现象说明溶液中_________________结合OH的能力比_______强(填离子符号)。

3 BA的差值为_________molB点对应的沉淀的物质的量为________molC点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL

 

I.(1)合理(2)NaOH溶液,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(3)B; II.(1)H++OH-=H2O;(2)NH4++OH-=NH3·H2O;Al3+、Fe3+、H+;NH4+ ;(3)0.008;0.032mol;7ml。 【解析】 试题分析:I.(1) 该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时反应产生的液态的铁和过量的铝熔合形成铁铝合金。所以他的解释是合理的;(2)利用Al能够与强碱溶液发生反应产生氢气,而Fe与Al不能发生反应的性质加以验证,所以该实验所用试剂是NaOH溶液,反应的化学方程式是:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ;(3)A.在常温下,Fe、Al遇浓硫酸会发生钝化而不能继续发生反应,所以不能在实验室溶解该熔融物,错误;B.Fe、Al都能与稀硫酸发生反应产生可溶性物质及氢气,所以可以用于溶解该物质,正确; C.稀硝酸可以与Fe、Al发生反应,但是会产生NO等大气污染物,不健康,因此不适于在实验室溶解该熔融物,错误;D.氢氧化钠溶液只能与Al反应而不能与Fe反应,所以不能用于溶解该混合物,错误;II.(1)向用硝酸溶解该金属的溶液中加入NaOH溶液,无沉淀产生,是由于酸过量,加入的NaOH首先与过量的酸发生中和反应,所以OC段离子方程式是:H++OH-=H2O;(2)在CD段溶液中的Fe3+、Al3+发生沉淀反应形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;在DE段,沉淀的物质的量没有变化,是因为在DE段NaOH溶液与硝酸被还原为NH4NO3,二者发生复分解反应,离子方程式是:NH4++ OH-=NH3·H2O;上述现象说明溶液中Al3+、Fe3+、H+;结合OH-的能力比NH4+强;(3)在EF段NaOH溶解Al(OH)3沉淀,离子方程式是:Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O。溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量是n(NaOH)= 4mol/L×0.002L=0.008mol,所以根据反应方程式中二者的物质的量关系可知:n(Al(OH)3)=0.008mol,产生Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的体积是6ml;根据反应方程式NH4++ OH-=NH3·H2O 可知:n(NH4+)=4mol/L×0.003L=0.012mol,n(e-)=0.012mol×8=0.096mol,Fe、Al都是+3价的金属,由于在反应过程中电子转移数目相等,所以n(Fe)+n(Al)= 0.096mol÷3=0.032mol,所以在B点对应的沉淀的物质的量与金属的物质的量相等,为0.032mol;使Al3+、Fe3+形成沉淀消耗的NaOH的物质的量与电子的物质的量相等,是0.096mol ,则其消耗NaOH溶液的体积是V(NaOH)=0.096mol ÷4mol/L=0.024L=24ml,所以 C点对应的氢氧化钠溶液的体积为31ml-24ml=7ml。 考点:考查守恒法在混合物中各成分的确定的应用的知识。  
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考点分析:
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(10分)铜合金是人类使用最早的金属材料,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。请回答下列问题:

(1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                 

(2)若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为        

(3)若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为    

(4)若混合物中Cu的物质的量为n mol,则n的取值范围为          

(5)科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。当收集的N2体积为 3.36L(已换算为标准状况)时,可制备纳米级Cu2O的质量为        

 

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8分)海水中不仅含有丰富的非金属元素资源,(如ClBrI等),还含有丰富的金属元素资源(如NaMgFeCr等),

(1)海水晒盐的原理是:               NaCl同周期,且简单离子半径最小的离子结构示意图:       2)晒出的粗盐常混有MgSO4CaSO4等杂质,为了得到精制盐,则提纯过程操作步骤和加入试剂的顺序是:               (填序号)

①加稀HCl滤液至酸性,②过滤除去杂质,③加过量NaOH溶液,④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液⑥溶解,⑦蒸发结晶;

3)晒盐得到的母液(盐卤)中含有丰富的镁元素,但其中常混有Fe2+Cr3+等,为富集镁使其转化力MgCl2晶体。

        有关资料:

MOHn

pH

开始沉淀

沉淀完全

FeOH2

7.6

9.6

FeOH3

2.7

3.7

MgOH2

9.5

11.0

CrOH3

4.3

5.0

    为了有效除去杂质离子,又不引入新的杂质离子,且能满足绿色化学理念

则最佳试剂选择和操作是:

①先加             ;目的是                                     

②再加             ;目的是                                        

③过滤后,为能得到纯净Mg Cl2晶体,采用的操作方法是:                  

 

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6分)1MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8过二硫酸钾),溶液会发

如下反应Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是___________

若反应中有0.1 mol还原剂参加反应,则消耗氧化剂物质的量__________mol

2)若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰,当它跟过量的过硫酸钾反应时,除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外,其他的生成物还有_________________

3)将NaBiO3固体(黄色微溶)加入到MnSO4H2SO4的混合溶液里加热,固体溶解变为澄清溶液,发生如下反应:  NaBiO3+   MnSO4+     H2SO4  Na2SO4+   Bi2(SO4)3+  NaMnO4+  H2O

  ①配平上述反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目

②上述反应中还原产物是            

 

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x mL CO2通过足量的Na2O2后再与y mL NO混合。xy之和为30。设充分反应后气体的体积缩小为15 mL,(不考虑NO2转化为N2O4 ),则xy可能为(  )

1 : 1  ② 2 : 1  ③ 5 : 4  ④ 7 : 5

A.只有①   B.只有②     C.只有③④  D.①②③④

 

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一定量的铁与一定量的浓HNO3反应,得到硝酸铁溶液和NO2N2O4 NO的混合气体,这些气体与3.36 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铁溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀,则消耗NaOH 溶液的体积是(     )

A300 mL            B150 mL         C 120 mL           D90 mL

 

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