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4.鋁熱反應是鋁的一個重要性質.某校化學興趣小組同學,取磁性氧化鐵在如圖1實驗裝置進行鋁熱反應,冷卻后得到“鐵塊”混合物.

(1)取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量,加入如圖2裝置滴入足量NaOH溶液充分反應,測量生成氣體體積.試回答下列問題:
①該實驗的實驗目的是:測量樣品中鋁的百分含量(填物質名稱).
②量氣管的量具部分是一個中學實驗常見量具改裝而成,該儀器的名稱為堿式滴定管.
③量氣管在讀數時調節左右管液面相平之前的步驟是恢復到室溫.
④裝置中使用帶平衡管的滴液漏斗代替普通分液漏斗,除了可以平衡壓強讓液體順利滴入錐形瓶之外還可以起到降低實驗誤差的作用.如果裝置使用分液漏斗,測量出的該物質百分含量將會偏大(填“偏大”或“偏小”).
(2)另稱取“鐵塊”樣品溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液沒有出現血紅色.為測定該實驗所得“鐵塊”的成分,實驗流程如圖所示.

幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示.
Fe2+Fe3+Al3+Mg2+
開始沉淀時的pH7.52.84.29.6
沉淀完全時的pH9.04.0511
①試劑A應選擇C,試劑B應選擇D.(填序號)
A.稀鹽酸  B.氧化鐵  C.H2O2溶液  D.氨水  E.MgCO3固體
②灼燒完全的標志是前后兩次灼燒質量相差不大于0.1g.
③若最終紅色粉未M的質量為12.0g,則該“鐵塊”中鐵的百分含量是84%.

分析 (1)①取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量,加入如圖2裝置滴入足量NaOH溶液充分反應,測量生成氣體體積,可以計算得到反應的鋁的物質的量,得到鐵塊中鋁的含量;
②量氣管的量具部分底部是連接橡膠管,結合實驗量具可知是堿式滴定管的部分結構;
③對量氣管讀數時,首先等實驗裝置恢復到室溫再進行下一步操作,然后調節量氣管使左右液面相平,最后讀數時視線與凹液面最低處相平;
④裝置使用分液漏斗,隨液體流下錐形瓶中壓強增大,在排液過程中會排出的液體增多,導致測定結果偏高;
(2)①根據題意可知,本實驗要定量檢測所得“鐵塊”的成分,故要通過實驗流程,將鐵元素完全沉淀;而根據表格可知,要使鐵元素完全沉淀而鋁和鎂不沉淀,需將Fe2+轉化為Fe3+,然后沉淀.
②灼燒完全的標志是物質前后兩次灼燒質量相差不大于0.1g;
③根據10.0g的鐵塊中的鐵元素最終全到了最終紅色粉未M中,根據鐵原子的守恒來計算;如果對所得過濾固體直接洗滌、烘干、稱量,計算“鐵塊”的純度.

解答 解:(1)①取磁性氧化鐵在如圖1實驗裝置進行鋁熱反應,冷卻后得到“鐵塊”混合物,取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量,加入如圖2裝置滴入足量NaOH溶液充分反應,測量生成氣體體積,可以計算得到反應的鋁的物質的量,得到鐵塊中鋁的含量,該實驗的實驗目的是:測量樣品中鋁的含量;
故答案為:鋁;
②量氣管的量具部分底部是連接橡膠管,結合實驗量具可知是堿式滴定管的部分結構,所以該儀器的名稱為堿式滴定管,故答案為:堿式滴定管;
③根據PV=nRT,為保證測出來的氣體體積是當時大氣壓下的體積,在讀數時應注意:①將實驗裝置恢復到室溫,②使量氣管兩端液面相平,因為相平說明兩邊液面上的壓強是一樣的,這樣測出來的氣體體積才是當時大氣壓下的體積,③視線與凹液面最低處相平,俯視或仰視會造成誤差,量氣管在讀數時調節左右管液面相平之前的步驟是恢復到室溫; 
故答案為:恢復到室溫;
④滴液漏斗可以平衡壓強讓液體順利滴入錐形瓶之外還可以起到降低實驗誤差的作用,如果裝置使用分液漏斗,隨液體流下錐形瓶中壓強增大,錐形瓶中排出液體增多,測量出的該物質百分含量將會偏大,
故答案為:偏大;
(3)①根據表格可知,要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀,需將Fe2+轉化為Fe3+,故需要加入H2O2;然后調節4≤pH<4.2即可將Fe3+沉淀而Al3+、Mg2+不沉淀,調節pH選用的試劑不能用氧化鐵,因為會引起紅色粉未M的質量偏大;也不能用MgCO3固體,因為MgCO3固體過量時會引起所得固體M則質量偏大,故應選用氨水,故答案為:C;D;
②灼燒完全的標志是物質前后兩次灼燒質量相差不大于0.1g,故答案為:前后兩次灼燒質量相差不大于0.1g;   
③最終紅色粉未M為Fe2O3,根據10.0g的鐵塊中的鐵元素最終全到了12.0gFe2O3中,故鐵原子的質量為:m(Fe)=$\frac{12.0g}{160g/mol}$×2×56gmol=8.4g,故該“鐵塊”的純度=$\frac{8.4g}{10.0g}$×100%=84%,故答案為:84%.

點評 本題綜合考查了鋁熱反應以及亞鐵離子向三價鐵離子的轉化以及離子的沉淀,主要是實驗過程分析判斷,含量的計算適用于,綜合性較強,難度較大.

練習冊系列答案
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14.下列敘述不正確的是(  )
A.化學反應的過程,本質上是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程
B.化學鍵可以使離子相結合,也可以使原子相結合
C.原子中核外電子排布的周期性變化是產生元素周期律的根本原因
D.核素就是同位素

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15.下列分子的價電子模型(VSEPR模型)和分子的模型相同的是(  )
A.NH3B.CO2C.H2OD.SO2

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12.研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要意義.
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等.
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②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H
①該反應的平衡常數表達式為K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$.
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質的量之比為1:3),加入恒容密閉容器中發生上述反應,反應過程中測得甲醇的體積分數φ(CH3OH)與反應溫度T的關系如圖1所示,則該反應的△H<0 (填“>”、“<”或“=”).

③在兩種不同條件下發生反應,測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖2所示,曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為K>K(填“>”、“<”或“=”).
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質.
①工業上尿素[CO(NH22]由CO2和NH3在一定條件下合成,其發生可逆反應的方程式為2NH3+CO2 $\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$CO(NH22+H2O.
②用硫酸溶液作電解質進行電解,CO2在電極上可轉化為甲烷,請寫出該電極反應的方程式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.

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19.下列有機物的命名正確的是(  )
A.2─乙基戊烷B.2,3,3─三甲基丁烷
C.2─甲基-3-丁醇D.2,3-二乙基-1-戊烯

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9.氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料.為了分析某AlN樣品(樣品中的雜質不與氫氧化鈉溶液反應)中 AlN的含量,某實驗小組設計了如下兩種實驗方案.
已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3
【方案1】取一定量的樣品,用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去).

(1)如圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸.
(2)完成以下實驗步驟:組裝好實驗裝置,首先檢查裝置的氣密性,再加入實驗藥品.接下來的實驗操作是關閉K1,打開K2,打開分液漏斗活塞,加入NaOH濃溶液,至不再產生氣體.打開K1,通入氮氣一段時間,測定C裝置反應前后的質量變化.通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置.
(3)若去掉裝置B,則導致測定結果偏高(填“偏高”、“偏低”或“無影響”).由于上述裝置還存在缺陷,導致測定結果偏高,請提出改進意見C裝置出口處連接一個干燥裝置.
【方案2】按以下步驟測定樣品中A1N的純度:

(4)步驟②生成沉淀的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
(5)步驟③的操作是過濾、洗滌.A1N的純度是$\frac{41{m}_{2}}{51{m}_{1}}$×100%(用m1、m2表示).

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16.N和B元素及其化合物在工農生產中有很重要的應用.
(1)寫出與N元素的價電子排布式2s22p3.從原子結構的角度分析B、N和O元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>B.
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(4)硼和鎂的化合物在超導方面也有應用.如圖示意的是該化合物的晶體結構單元;鎂原子間形成正六棱柱,且棱柱的上下底的中心各有一個鎂原子;六個硼原子位于棱柱內,則該化合物的化學式可表示為MgB2

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13.將廢舊鋅錳電池處理得到含錳混合物,現以含錳混合物為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖l所示:

請回答下列問題:
(1)MnOOH中,錳元素的化合價為+3
(2)堿性鋅錳干電池的電解質為KOH,Mn02參與的電板反應方程式為MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-
(3)酸浸時,MnO2與H2SO4、H2O2反應的離子方程式為MnO2+H2O2 +2H+=Mn2++O2↑+2H2O
(4)在不同pH下,KMnO4溶液對Hg的吸收率及主要產物如圖2所示:
①pH對Hg吸收率的影響規律是隨pH的升高汞的吸收率先降低后增加.
②在強酸性環境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性條件下氧化性強.
(5)錳回收新方法:向含錳混合物加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不斷攪拌至無氣泡為止,其主要反應為:2MnOOH+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4═3MnSO4+4CO2↑+6H2O
①當1molMnO2參加反應時,共有4mol電子發生轉移.
②MnOOH與濃鹽酸在加熱條件下也可以發生反應,試寫出其反應的化學方程式:2MnO(OH)+6HCl $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+Cl2↑+4H2O
③已知:Ksp(MnCO3)=2.3×10-11、Ksp(Mn(OH)2]=2.1×10-13,欲制備MnCO3,選用的加料方式c(填字母),原因是避免生成Mn(OH)2
a、將MnSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應容器中
b、將MnSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應容器中
c、將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有MnSO4溶液的反應容器中
d、以上三種方式都無法得到MnCO3

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.不能與BaCl2溶液形成沉淀的試劑有(  )
A.NaCl溶液B.Na2CO3溶液C.Na2SO4溶液D.AgNO3溶液

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同步練習冊答案
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