第07讲镁、铝及其重要化合物-2023年高考化学一轮复习”四点“卓越讲义
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第07讲 镁、铝及其重要化合物(精准检测卷)
时间:50分钟
一、选择题(12个小题,每小题只有一个正确选项,每题5分,共60分)
1.下列“类比合理的是
A .C 在足量2O 中燃烧生成2CO ,则S 在足量2O 中燃烧生成3SO
B .铜丝在氯气中燃烧生成CuCl 2,则铁丝在氯气中燃烧生成2FeCl
C .Mg 与2CO 反应生成MgO 和C ,则Na 与2CO 反应可能生成23Na CO 和C
D .往3AlCl 溶液中加入过量氨水生成3Al(OH)沉淀,则往2CuCl 溶液中加入过量氨水生成2Cu(OH)沉淀
【答案】C
【解析】A .C 在足量2O 中燃烧生成2CO ,而S 在足量2O 中燃烧生成SO 2,故A 错误; B .氯气具有强氧化性,能够把变价金属氧化为最高价,因此铜丝在氯气中燃烧生成CuCl 2,铁丝在氯气中燃烧生成3FeCl ,故B 错误;
C .由于二氧化碳过量,钠的氧化物能够与二氧化碳反应,所以Na 与2CO 反应可能生成
23Na CO 和C ,故C 正确;
D .氢氧化铝不溶于过量的氨水,而氢氧化铜能够与过量的氨水反应生成Cu(NH 3)4(OH)2溶液,沉淀溶解,故D 错误; 故选C 。
2.下列说法正确的是
A .含铁元素的硫酸铁是一-些补血药剂的主要成分
B .镁合金密度小,硬度和强度大,常用作制造火箭、飞机的部件
C .碳酸钠溶液呈碱性,故可以用作胃药起到中和胃酸的作用
D .氯气有毒,故不可用作药物的合成 【答案】B
【解析】A .含铁元素的硫酸亚铁是一些补血药剂的主要成分,故A 错误;
B .镁合金密度小,硬度和强度大,耐腐蚀等方面的优点,常用作制造火箭、飞机的部件,故B 正确;
C .碳酸钠碱性太强,不能用作胃药,故C 错误;
D .氯气是有毒气体,但能用于药物的合成,故D 错误; 故选B 。
3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .MgCO 3(s)稀盐酸−−−−−→MgCl 2(aq)蒸发
−−−−−→无水MgCl 2
B .S(s)2
O
点燃
−−−→SO 2(g)2BaCl (aq) −−−−→BaSO 3(s) C .N 2(g)2H 高温高压、催化剂−−−−−−→NH 3(g)−−−−−−→2
②CO (g)
①NaCl(aq)
NaHCO 3(s) D .NaClO(aq)2CO −−−→HClO(aq)−−−−−→光照
Cl 2(g)
【答案】C
【解析】A .碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁溶液,加热氯化镁溶液会发生水解反应,生成Mg(OH)2,得不到无水MgCl 2,故A 错误;
B .H 2SO 3的酸性比HCl 的弱,SO 2与BaCl 2不反应,故B 错误;
C .在高温高压催化剂条件下,氮气与氢气反应生成氨气,氨气和二氧化碳和NaCl 溶液反应生成NaHCO 3,能实现转化,故C 正确;
D .HClO 光照分解产生HCl 和O 2,故D 错误; 故选:C 。
4.下列氧化物的性质与用途具有对应关系的是 A .2SO 具有漂白性,可用作溴蒸气的吸收剂
B .CaO 具有碱性氧化物的性质,燃煤中加入CaO 可以减少酸雨的形成
C .23Al O 是两性氧化物,可以用作防腐涂层
D .MgO 熔融状态下能导电,可以用作耐火材料 【答案】B
【解析】A .二氧化硫与溴蒸气发生氧化还原反应,体现了二氧化硫的还原性,A 项错误; B .燃煤中加入氧化钙可以减少酸雨的形成,当煤燃烧放出的二氧化硫,就会与氧化钙反应,故可以减少酸雨的形成,B 项正确;
C .三氧化二铝做防腐涂层利用了它的在常温下稳定的性质,C 项错误;
D .氧化镁作耐火材料主要是因为其稳定性,熔点高,价格低,不是其熔融状态下的导电性,D 项错误;
答案选B。
5.向物质的量浓度均为1mol/L的HCl、AlCl3、MgC12、NH4Cl混合溶液中逐滴加入1mol/L 的NaOH溶液,得到如图图像。
下列有关说法正确的是()
A.沉淀的最大物质的量为2mol
B.c-d段会产生标况下22.4LNH3
-+2H2O
C.d-e段发生的反应为Al3++4OH-=AlO
2
+、Al(OH)3 D.滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Al3+、Mg2+、NH
4
【答案】D
【解析】A.因原混合溶液的体积未知,故无法判断沉淀的最大物质的量,A错误;B.c~d段为NH4Cl与NaOH溶液反应,产生NH3的量无法计算,B错误;
-+2H2O,C错误;C.d~e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO
2
+、Al(OH)3结合氢氧根离子的能力逐渐减弱,故滴加NaOH溶液过程中,D.H+、Mg2+、NH
4
+、Al(OH)3,D正确;
微粒反应的先后顺序是H+、Mg2+、NH
4
答案选D。
6.为探究铝及其化合物的性质,进行如下4步实验:①将铝片放入浓硫酸中;①加入足量蒸馏水;①待铝片完全溶解后逐滴加入过量NaOH溶液;①逐滴加入足量盐酸。
下列说法正确的是
A.①中无化学反应发生
B.①滴入蒸馏水后立即产生H2
C.①中现象:澄清→浑浊→澄清
D.①的现象与①不同
【答案】C
【解析】A.铝遇浓硫酸钝化,钝化属于化学变化,①中有化学反应发生,A错误;B.向浓硫酸中滴入蒸馏水,氢离子浓度不会瞬间增大,故不会立即产生氢气,当浓硫酸被稀释到一定程度时会生成氢气,B错误;
C.铝片完全溶解后生成铝离子,滴加氢氧化钠溶液,先中和过量的酸,溶液澄清;氢离子反应完后氢氧化钠与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀,溶液变浑浊;铝离子沉淀完全后,再滴加氢氧化钠溶液,沉淀溶解,溶液变澄清,故①中现象:澄清→浑浊→澄清,C正确;
D.再向①中滴加盐酸,盐酸先中和过量的氢氧化钠,溶液为澄清,氢氧根反应完后再滴加盐酸,盐酸与偏铝酸根反应生成氢氧化铝沉淀,溶液变浑浊,盐酸再过量时,盐酸和氢氧化铝沉淀反应,溶液变澄清,根据分析,①的现象与①相同,D错误;
故选C。
7.下列方案设计、现象和结论都正确的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热表面马上会生成三氧化二铝,铝箔熔化但不滴落说明表面的三氧化二铝的熔点高于单质铝,故A正确;
B.甘油为多羟基的醇,遇新制氢氧化铜呈现绛蓝色,而不是产生绛蓝色沉淀,故B错误;C.乙醇易挥发,产生的乙烯中含有挥发出来的乙醇,乙醇也可使酸性高锰酸钾褪色,干扰乙烯的检验,故C错误;
D.氧化亚铜与稀硝酸反应也会产生气体,若有气泡产生,不能说明样品中一定含有Cu,故D错误;
综上答案为A。
8.等量的铝分别与100mL、2mol·L-1的盐酸与NaOH溶液反应产生氢气体积比为6:7,则
反应物的量的关系为 A .均恰好反应 B .酸过量 C .碱过量 D .酸、碱均过量
【答案】C
【解析】根据铝与盐酸反应的关系式:22Al 6HCl
3H ,铝与盐酸反应的关系式:
22Al
2NaOH
3H ,等量的铝分别与100mL 、2mol·L -1的盐酸与NaOH 溶液反应产生氢气
体积比为6:7,产生的氢气后者较多,说明加入氢氧化钠溶液的铝完全反应,而加入盐酸溶液的铝未完全反应,故答案选C 。
9.在给定条件下,下列物质间的转化均能实现的是
A .NH 3−−−−−−→2
O
催化剂,Δ
NO 2H O −−−→HNO 3 B .Al 2O 3Fe
高温
−−−→Al NaOH(aq)
−−−−→AlO 2- C .SiO 2NaOH(aq)−−−−→Na 2SiO 32
CO −−−→H 2SiO 3
D .CuSO 4(aq) NaOH(aq)−−−−→Cu(OH)2蔗糖
Δ
−−−−−→Cu 2O 【答案】C
【解析】A .氨气催化氧化生成一氧化氮,但一氧化氮不能直接转化为硝酸,A 错误; B .铝可以和氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁,但铁不能和氧化铝反应生成铝,B 错误; C .二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,硅酸钠溶液中通入二氧化碳生成硅酸沉淀,C 正确;
D .硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜悬浊液,蔗糖为非还原性糖,氢氧化铜悬浊液不能和蔗糖反应转化为氧化亚铜,D 错误; 答案选C 。
10.下列方案设计、现象和结论都正确的是
A .A
B .B
C .C
D .D
【答案】D
【解析】A .氢氧化铝属于两性氢氧化物,既能溶于强酸,又能溶于强碱;而一水合氨属于弱碱,氢氧化铝不溶于一水合氨,并不能说明氢氧化铝不溶于碱,故A 错误;
B .向苯酚溶液中滴加少量的稀溴水,生成的三溴苯酚溶解于过量的苯酚中,所以未出现白色沉淀,不能说明苯酚不能与溴水发生反应,故B 错误;
C .相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,所以25①时,分别取一定量饱和
23Na CO 与饱和3NaHCO 溶液,两种溶液的浓度不同,饱和碳酸钠溶液的浓度较大,溶液的碱性较强,测定出溶液的pH 较大,由于两种盐溶液的浓度不同,不能说明23Na CO 碱性强于3NaHCO ,故C 错误;
D .火柴头中含有氯酸钾,检验氯元素,应该把氯酸根离子还原为氯离子,酸性条件下,亚硝酸根离子具有还原性,向少量的火柴头浸泡液中滴加硝酸银,稀硝酸和亚硝酸钠,发生反
应:ClO 3-+3NO 2-+Ag +=AgCl↓+3NO 3-
,出现白色沉淀证明含有氯元素,故D 正确;
故选D 。
11.下列解释事实的方程式不正确的是 A .NO 遇空气变为红棕色:2NO+O 2=2NO 2
B.用NaOH溶液吸收Cl2:OH-+Cl2=HClO+Cl-
C.明矾净水:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
D.向AgI悬浊液中滴加Na2S溶液,沉淀变黑:2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq)
【答案】B
【解析】A.NO遇空气,会与空气中的O2反应:2NO+O2=2NO2,生成红棕色气体NO2,A 正确;
B.用NaOH溶液吸收Cl2,由于溶液呈碱性,HClO不能稳定存在,所以离子方程式为
2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O,B不正确;
C.明矾溶于水,Al3+会发生水解:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3(胶体)具有吸附水中悬浮颗粒物的能力,所以可用于净水,C正确;
D.由于Ag2S的K sp比AgI的K sp还小,所以向AgI悬浊液中滴加Na2S溶液,发生反应:2AgI(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2I-(aq),从而产生黑色沉淀,D正确;
故选B。
12.下列图像均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图,则其中正确的是
A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.向等物质的量浓度的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
【答案】C
【解析】A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先产生Al(OH)3沉淀,然后沉淀逐渐溶解,沉淀量达到最大时消耗NaOH溶液的体积和溶解沉淀消耗NaOH溶液的体积之比为3:1,A项错误;
-+H++H2O =Al(OH)3↓,随着稀盐酸B.向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸,开始时发生反应AlO
2
的加入,发生反应Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,B项错误;
C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液,开始时发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,当
++OH-=NH3·H2O,此时氢氧化铝沉淀的物质的量不变,继续Al3+沉淀完全后,发生反应NH
4
滴加NaOH溶液,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,三个反应中消耗NaOH溶液的体积之比为3:1:1,C项正确;
D.向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量,①发生反应
Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;①发生反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,此时沉淀的物质的量不变;①发生反应2 NaAlO2+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O,产生沉淀;①发生反应CO23--①发生反应BaCO3+H2O+CO2=Ba(HCO3)2,沉淀部分溶解,D项错误;+H2O+CO2=2HCO
3
答案选C。
二、非选择题(共4小题,共40分)
13.将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的200mL盐酸中,使金属全部溶解,向所得溶液中滴加3.0 mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。
计算:
(1)原合金中镁和铝的物质的量_______。
(2)反应中生成的H2在标况下的体积_______。
(3)盐酸中HCl的物质的量浓度_______。
【答案】(1)Mg为0.2mol;Al为0.4mol
(2)17.92L
(3)9.0mol/L
【解析】(1)由图示可知,镁铝合金与盐酸反应后的镁离子、铝离子与氢氧根结合生成沉淀,其中0.2mol为氢氧化镁的物质的量,氢氧化铝的物质的量为0.6mol-0.2mol=0.4mol;
(2)由以上可知,金属镁的物质的量为0.2mol,根据方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,生成氢气的物质的量为0.2mol,金属铝的物质的量为0.4mol,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,生成氢气的物质的量为0.6mol,故氢气的物质的量为0.2mol+0.6mol=0.8mol,在标况下的体积为⨯;
0.8mol22.4L/mol=17.92L
(3)当加入600mL氢氧化钠时,沉淀达到最大值,溶液中溶质为NaCl,HCl与NaOH恰好完
⨯⨯,解得x=9.0mol/L。
全反应,设盐酸中HCl的物质的量浓度为x,则有0.6L 3.0mol/L=0.2L x
14.碱式碳酸铝镁[Mg a Al b(OH)c(CO3)d∙nH2O]常用作人造滑石,还具有阻燃、消烟、灭火的作用。
(1)碱式碳酸铝镁[Mg a Al b(OH)c(CO3)d∙nH2O]中a、b、c、d的代数关系为___________。
(2)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用的原因是:①碱式碳酸铝镁分解时吸热;①________。
(3)为测定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
步骤一:准确称取6.780g 样品,用2.000mol/L 的稀硝酸溶解,当加入65.00mL 稀硝酸时,恰好完全反应,得到CO 2气体1.12L(已换算成标准状态下);
步骤二:在步骤一所得溶液中加入过量NaOH 溶液,充分反应,过滤,洗涤,将所得固体充分灼烧,冷却后称重,质量为2.000g 。
①步骤二中反应的离子方程式为:Mg 2++2OH -=Mg(OH)2↓;___________。
①根据以上实验数据确定碱式碳酸铝镁的化学式(写出计算过程)___________。
【答案】(1) 2a+3b=c+2d
(2)产生的二氧化碳不燃烧,且能够隔绝空气
(3) Al 3++4OH -=AlO -2+2H 2O n(CO 2-3)=n(CO 2)=0.05mol ;n(OH -)= n(HNO 3)-2n(CO
2-3)=0.03mol ;n(Mg 2+)=n(MgO)=0.05mol ;根据2a+3b=c+2d ,n(Al 3+)=0.01mol ,
n(H 2O)=[6.780g -0.05mol×(60g/mol+24g/mol)- 0.03mol×17g/mol -0.01mol×27g/mol]÷18g/mol ,则最简整数比即微粒的个数
【解析】(1)碱式碳酸铝镁中各元素化合价的代数和为零,则2a+3b=c+2d ;
(2)碱式碳酸铝镁受热分解时吸收大量的热量,同时产生的二氧化碳能够隔绝空气,且不燃烧;
(3)①加入过量NaOH 溶液,镁离子生成氢氧化镁沉淀,铝离子生成偏铝酸钠溶液,离子方程式为Al 3++4OH -=AlO -
2+2H 2O ;
①生成1.12L CO 2气体,即0.05mol ,则含有碳酸根离子为0.05mol ;消耗2.000mol/L 硝酸65.00mL ,物质的量为0.13mol ,其中碳酸根离子消耗0.1mol 硝酸,则氢氧根离子消耗0.03mol ,含有n(OH -)=0.03mol ;加入过量的NaOH 溶液,则生成的沉淀为Mg(OH)2,灼烧得到2.000g 的氧化镁,即0.05mol ,根据2a+3b=c+2d ,则铝离子物质的量为0.01mol ;水的质量=1.8g ,物质的量为0.1mol ,碱式碳酸铝镁的化学式Mg 5Al(OH)3(CO 3)5∙10H 2O 。
15.某无色溶液中可能含有H +、NH 4+、Mg 2+、Fe 3+、Al 3+、SO 24-
、HCO 3-等离子,当向溶
液中加入一定浓度NaOH 溶液时,生成沉淀的物质的量随加入NaOH 溶液的体积关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)该无色溶液中一定不存在的离子有___________; (2)ab 段生成的沉淀的化学式为___________;
(3)bc 段表明溶液中有___________(填离子符号),检验该离子的实验操作及现象是___________;
(4)cd 段沉淀减少的离子方程式为___________;
(5)原溶液中一定含有的离子的物质的量之比为___________。
[按题中给出离子的顺序写比例,
格式如:n(H +):n(NH 4+
):n(Mg 2+)=1:1:1]
【答案】(1)Fe 3+、HCO 3-
(2)Al(OH)3、Mg(OH)2
(3) NH 4+取少量待测液加入浓的NaOH 溶液并加热,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液有NH 3•H 2O (4)Al(OH)3+OH -═AlO -2+2H 2O
(5)n(H +):n(NH 4+):n(Mg 2+):n(Al 3+):n(SO 24-)=2:4:3:2:9
【解析】无色溶液,则一定不含Fe 3+,加入NaOH 溶液后,在0-a 段没有生成沉淀,说明溶液中一定存在H +或HCO 3-
离子,由于后面有沉淀生成及部分沉淀溶解可知,溶液中一定存在Al 3+,由于HCO 3-
和Al 3+会发生双水解而不能共存,则只能存在H +,a -b 段生成沉淀消耗了6a 体积氢氧化钠,又c -d 段部分沉淀溶解,可知溶液中一定存在Mg 2+、Al 3+,根据图象
Al(OH)3的物质的量与剩余的沉淀的物质的量相等,由OH -~AlO -2可知消耗溶解氢氧化铝消
耗了a 体积氢氧化钠,所以生成氢氧化铝沉淀消耗了3a 体积氢氧化钠,Mg 2+生成的沉淀的量也消耗3a 体积氢氧化钠,b -c 段沉淀的物质的量不变,说明氢氧根离子与铵离子发生了反应,即溶液中一定存在NH 4+,根据溶液呈电中性可知,溶液中一定存在SO 24-
;综上所述,原溶液中含有的阳离子是H +、NH 4+、Mg 2+、Al 3+、SO 24-,一定不存在Fe 3+、HCO 3-
,据此分析解答。
(1)含Fe 3+溶液为黄色,由分析可知,该无色溶液中一定不存在的离子有Fe 3+、HCO 3-;
(2)根据以上分析,溶液中一定存在Mg 2+、Al 3+,所以ab 段生成沉淀的化学式为:Al(OH)3、Mg(OH)2,故答案为:Al(OH)3、Mg(OH)2;
(3)b -c 段沉淀的物质的量不变,说明加入的NaOH 与原溶液中的NH 4+
反应生成NH 3•H 2O ,
证明溶液中含NH 4+
,检验该离子的实验操作及现象是:取少量待测液加入浓的NaOH 溶液并加热,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液有NH 3•H 2O ,故答案为:NH 4+
;取少量待测液加入浓的NaOH 溶液并加热,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明溶液有NH 3•H 2O ;
(4)cd 段沉淀减少是氢氧化铝与氢氧化钠反应,反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH -═AlO -
2
+2H 2O ,故答案为:Al(OH)3+OH -═AlO -
2+2H 2O ;
(5)原溶液中含有的阳离子是H +、NH 4+
、Mg 2+、Al 3+,根据消耗的氢氧化钠的物质的量可以认为n(H +)=a ,n(Al 3+)=a ,n(Mg 2+)=1.5a ,n(NH 4+)=2a ,
根据电荷守恒,n(SO 24-)=4.5a ,n(H +):n(NH 4+):n(Mg 2+):n(Al 3+):n(SO 24-)=2:
4:3:2:9,故答案为:n(H +):n(NH 4+):n(Mg 2+):n(Al 3+):n(SO 2
4-)=2:4:3:2:9。
16.铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。
研究性学习小组的同学为测定某含镁5%~8%的铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行研究。
【方案一】
【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH 溶液反应,测定剩余固体质量。
(1)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是_______。
(2)称取13.5g 铝镁合金粉末样品,溶于体积为V 、物质的量浓度为5.01mol L -⋅的NaOH 溶液中,充分反应。
则NaOH 溶液的体积V ≥_______mL 。
写出加入NaOH 溶液发生反应的离子方程式_______。
(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。
该步骤中若未洗涤固体,测得铝的质量分数将_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【方案二】
【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积,实验装置如图所示。
【实验步骤】组装仪器,检查气密性,将药品和水装入名仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录量气管液面位置;①待锥形瓶中不再有气体产生并恢复至室温后,记录量气管的液面位置;①打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加足量试剂。
(4)装置中导管a 的作用是_______。
(5)上述操作的顺序是_______;(填序号)实验结束记录量气管的液面位置时,除视线平视外,还应_______。
(6)若实验用铝镁合金的质量为ag ,测得氢气体积为VL(已换算为标准状况),则铝的质量分数为_______。
(7)实验过程中,若未恢复至室温就读取气体体积,则计算出铝的质量分数将_______。
(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)
【答案】(1)除去铝镁合金表面的氧化膜
(2) 95 22
22Al 2OH 2H O 2AlO 3H --++=+↑ (3)偏低
(4)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差
(5) ①①① 让量气管左右两端的液面相平 (6)45V 100%56a
⨯ (7)偏大
【解析】本题为合金中铝含量测定的实验,原理是通过合金中的铝可以和氢氧化钠反应放出氢气,通过氢气的量来确定铝的量,由于合金表面含有金属氧化会影响测定,故需要先处理,在测量气体体积的时候要注意温度、压强和读数方法,以此解题。
(1)铝镁合金表面有金属氧化物,会影响反应进行,故实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜;
(2)合金中的铝可以和氢氧化钠反应,故其氢氧化钠应该可以使铝完全反应,含镁为5%时,金属铝的含量最高,13.5g 合金中铝的质量为,13.5g (1-5%)=12.825g ⨯,则
2-322++=+54g
2mol 12.825g V 2Al
2NaOH 2H O 2NaAlO 3H 10L 5.0mol/L ⨯⨯↑,
-354g 2mol =12.825g V 10L 5.0mol/L
⨯⨯得::V=95,故V(NaOH 溶液)≥95mL ;合金中的铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2222Al 2OH 2H O 2AlO 3H --++=+↑;
(3)镁上会附着偏铝酸钠等物质,未洗涤导致测定的镁的质量偏大,镁的质量分数偏高,铝的质量分数偏低,故答案为:偏低;
(4)a 管将锥形瓶和分液漏斗里液面上方的气体连接在一起,故装置中导管a 的作用是使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差;
(5)组装仪器,检查气密性,将药品和水装入名仪器中连接好装置后,需进行的操作①记录量气管液面位置;①打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加足量试剂;①待锥形瓶中不再有气体产生并恢复至室温后,记录量气管的液面位置;实验结束记录量气管的液面位置时,除视线平视外,还应注意压强与外界大气压相等以免引起误差,则应使量气管左右液面相平,故答案为:①①①;让量气管左右两端的液面相平;
(6)若实验用铝镁合金的质量为ag ,测得氢气体积为V L(已换算为标准状况),根据22
2++=+2Al 2NaO 54g
3m H 2H O 2NaA ol V
m 22.4lO 3H L/mol ↑ 则54V m=22.43⨯,则铝的质量分数为54V g 45V 22.43×100%=100%ag 56a
⨯⨯; (7)实验过程中,若未恢复至室温就读取气体体积,则测得的气体体积V 偏大,则计算出铝的质量分数将偏大,故答案为:偏大。