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题目
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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                       
答案
I(1)Al(OH)3
(2)2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O (2分) 向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀,待其自然流尽后,重复二到三次即可(2分)
(3)AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡:AlCl3•6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl‾(aq)+6H2O(l),通入HCl气体使溶液中c(Cl‾)增大,平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3•6H2O晶体。(3分)
II(1)防止空气中的H2O进入F(2分)
(2)酸性高锰酸钾溶液褪色(2分) CuO、CuSO4(各1分)
(3)浓硫酸中的水很少(2分)
解析

试题分析:I(1)根据Ksp[Mg(OH)2]可求出Mg2+再转化为Mg(OH)2沉淀OH‾浓度,c(Mg2+)•c2(OH‾)=1.8×10-11,因为c(Mg2+)=1/2c(OH‾),则1/2c3(OH‾)=1.8×10-11, Ksp[Al(OH)3]="1/3" c4(OH‾)=3×10-34,比较可得恰好生成Al(OH)3时,OH‾浓度小,所以先生成Al(OH)3沉淀。
(2)根据流程图,高温焙烧时的反应物为Mg(OH)2和Al(OH)3,生成物为MgAl2O4和4H2O,配平可得化学方程式:2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O;沉淀洗涤的方法为:向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀,待其自然流尽后,重复二到三次即可。
(3)AlCl3饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AlCl3•6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl‾(aq)+6H2O(l),通入HCl气体使溶液中c(Cl‾)增大,平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3•6H2O晶体。
II(1)因为该实验要检验是否有H2O生成,所以装置G盛放物质为碱石灰,作用是防止空气中的H2O进入F。
(2)SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化,所以证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液褪色;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CuO、CuSO4,若含有H2,H2可把CuO还原为Cu,生成的H2O能与CuSO4反应生成蓝色的CuSO4•5H2O。
(3)浓硫酸中的水很少,CuSO4没有溶解,以CuSO4固体的形式存在,为白色。
核心考点
试题【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】;主要考察你对等知识点的理解。[详细]
举一反三
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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下列关于物质的用途或变化,说法正确的是
A.Al2O3熔点很高,可用作耐火材料
B.高纯度的硅单质用于制作光导纤维
C.铝热反应是炼铁最常用的方法
D.N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2

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在实验室中进行下列实验探究,其中的实验用品均能用到且正确的是
选项
实验探究内容
实验用品
A
铜丝在氯气中燃烧
坩埚钳、燃烧匙、氯气、铜丝
B
铝热反应
铁架台、大蒸发皿、普通漏斗、铝粉、Fe2O3
C
实验室制备氨气
试管、集气瓶、酒精灯、NH4Cl、Ca(OH)2
D
用KMnO4晶体配制500mL0.1mol·L-1KMnO4溶液
容量瓶、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管、KMnO4
 
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工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备无水AlCl3的流程如下:

已知:AlCl3,FeCl3,分别在183℃、315℃升华
(1)在焙烧炉中发生反应:
①Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g) △H=-492.7kJ/mol
②3CO(g)+ Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) △H=+25.2kJ/mol
反应2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g) △H=___________kJ/mol。
(2)①Al2O3,Cl2和C在氯化炉中高温下发生反应,当生成1molAlCl3时转移______mol电子;炉气中含有大量CO和少量Cl2,可用Na2SO3溶液除去Cl2,其离子方程式为_______。在温度约为700℃向升华器中加入铝粉,发生反应的化学方程式为         。充分反应后温度降至_____以下(填“183℃、315℃之一),开始分离收集AlCl3
②将AlCl3· 6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏,也能得到一定量的无水AlCl3,此原理是利用浓硫酸下列性质中的       (填字母序号)。
①氧化性  ②吸水性  ③难挥发性  ④脱水性
a.只有①    b.只有②    c.只有②③    d.只有②③④
(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式________,与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al): m(Pb)=__________________。
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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3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白:
【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。
实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。
【实验步骤】
(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体��为V物质的量浓度为4.0 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥_________mL。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将________(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。
【实验步骤】
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。
(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_______________。
②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2mL,则产生氢气的体积为___mL。
③若需确定产生氢气的量,还需测定的数据是______。
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