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2022高三化学（全国版）一轮复习试题：专题五 钠、镁、铝及其化合物 2 Word版
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这是一份2022高三化学（全国版）一轮复习试题：专题五 钠、镁、铝及其化合物 2 Word版，共18页。
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专题五 钠、镁、铝及其化合物
考点1 钠及其化合物
1.[2021浙江绍兴测试]下列做法中观察到的现象可以说明钠的密度比水小的是( )
A.用小刀切开金属钠
B.将钠放在坩埚中加热
C.把钠保存在煤油中
D.将钠放入盛水的烧杯中
2.[2021山西太原测试改编]化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.Na2O2可用作潜水艇供氧剂
B.自来水厂常用明矾净水,用ClO2代替明矾净水,其原理相同
C.将84消毒液和医用酒精混合使用,会降低灭活新冠病毒的效果
D.工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有CaCO3
3.[2021四川成都摸底测试改编]下列说法正确的是( )
A.将Na2O2和NaHCO3固体混合加热到200 ℃,完全反应后,趁热放出的气体为混合气体,则Na2O2和NaHCO3两者的物质的量关系:Na2O2≥NaHCO3
B.将铝箔在酒精灯上加热,熔化的铝不滴落,说明氧化铝的熔点比铝高
C.将钠投入盛有无水乙醇的试管中,钠浮在液面上且有气泡冒出,说明钠的密度比乙醇小
D.将少量过氧化钠粉末加入水中,向反应后的溶液中滴入酚酞溶液,溶液保持红色,说明反应生成了碱
4.[2021中央民族大学附中月考改编]对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃酸过多症
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对;Ⅱ错;无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
5.[2021湖南衡阳八中月考,14分]钠的化合物在生活、生产中用途广泛。
(1)泡沫灭火器的主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,两者混合后发生相互促进的水解反应可生成Al(OH)3和CO2,写出该反应的化学方程式: 。
(2)Na2O2属于钠的化合物,具有很强的氧化性。少量Na2O2与FeCl2溶液能发生如下反应:Na2O2+FeCl2+H2OFe(OH)3↓+FeCl3+NaCl,已知FeCl2的化学计量数为6,配平上述化学方程式,并标出电子转移的方向和数目 。该反应中的氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化,溶液中c(CO32-)会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物,在滤出小苏打后,从母液中提取氯化铵有两种方法:①通入氨气,冷却、加食盐,过滤;②不通入氨气,冷却、加食盐,过滤。对两种方法的评价正确的是 (填编号)。
a.①析出的氯化铵纯度更高
b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用
d.②的滤液可直接循环使用
(5)已知HCO3-在水中既能水解也能电离。NaHCO3溶液呈碱性,溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”“<”或“=”)。
考点2 碱金属及其化合物的性质 焰色反应
6.[2021湖北部分重点高中联考]常温下,某溶液A中含有K+、Na+、Fe3+、Al3+、CO32-、NO3-、Cl-、SO42-中的若干种,且各离子的物质的量浓度均相同,现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.溶液A中不存在Fe3+
B.沉淀乙中一定含有BaCO3和BaSO4
C.溶液A可能是由AlCl3、NaNO3、Al2(SO4)3按物质的量之比为1∶3∶1混合而成的溶液
D.要确定A溶液中是否存在Na+或K+中的一种,只能通过焰色反应
7.[新素材]亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2LiNH2+LiH,下列有关说法正确的是( )
A.Li2NH中N的化合价是-1
B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H-的离子半径相等
D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
考点3 镁及其化合物
8.[2021广州珠海摸底测试]下列有关金属的制法正确的是( )
A.以海水为原料制取精盐,再电解精盐的水溶液制取钠
B.用海水、石灰乳等原料制得氧化镁,再用H2还原氧化镁制得镁
C.用焦炭、空气、石灰石等原料,生产CO并在高温下还原铁矿石制得铁
D.从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝
9.[2020湖北武汉部分学校质量监测]氯化镁晶体具有如图所示转化关系:
下列说法错误的是( )
A.固体Ⅰ可溶于饱和NH4Cl溶液
B.气体Ⅰ能使无水CuSO4变蓝
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ常温下均能与Cu反应
D.在固体Ⅱ的浊液中加入 KI 溶液可产生黄色沉淀
10.[2020四川攀枝花第一次统考]如图是工业利用菱镁矿(主要成分为MgCO3,还含有Al2O3、FeCO3等杂质)制取氯化镁的工艺流程。
下列说法不正确的是( )
A.酸浸池中加入的X酸是硝酸
B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
C.沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3
D.在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
考点4 铝及其化合物
11.[新题型][2021河北石家庄质检]以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是( )
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
12.[2021广东广州阶段训练]明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B.“沉淀”为Al2(CO3)3
C.“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶
D.上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
13.[新形式]某学生探究0.25 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液与0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液的反应,实验如下。
实验1
实验2
下列分析不正确的是( )
A.实验1中,白色沉淀a是Al(OH)3
B.实验2中,白色沉淀b中含有CO32-
C.实验1、2中,白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关
D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,不可使用相同的检验试剂
14.[2021湖南衡阳一中月考改编,15分]铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)沉淀。
(1)铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)可以用氧化物的形式表示其组成,形式为 。
(2)“过滤Ⅰ”中滤渣的主要成分有 (写名称)。向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入 NaHCO3溶液,反应的离子方程式为 、 。
(3)“电解Ⅰ”的另一产物在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN,在这种产物中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为 。
(5)铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生大量气泡,反应的化学方程式为 ,
每产生1 mol气体,转移的电子数为 (NA为阿伏加德罗常数的值)。
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.[原创]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FeCl3溶液中;②过量NaOH溶液和明矾溶液混合;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中;④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液;⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
A.①③④⑤ B.只有①④
C.只有②③ D.只有③④⑤
2.[2021江苏南京调研]下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NH4Cl(s)NH3(g)NO(g)
B.Fe2O3(s)FeCl3(aq)FeCl3(s)
C.CuO(s)Cu(OH)2悬浊液Cu2O(s)
D.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
3.[2021河北衡水中学期中改编]A、B、C、D是中学化学中常见的四种物质,且A、B、C中含有同一种元素,其转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.若B为一种两性氢氧化物,则D可能是强酸,也可能是强碱
B.若A为固态非金属单质,D为O2,则A可以为单质硫
C.若A为强碱,D为CO2,则B的溶解度一定大于C的溶解度
D.若A为18电子气态氢化物,D为O2,则A只能是C2H6
4.[新情境][2021天津和平区测试]标准状况下,下列实验用如图所示装置不能完成的是( )
A.测定一定质量的Na2O和Na2O2混合物中Na2O2的含量
B.确定分子式为C2H6O的有机物分子中含活泼氢原子的个数
C.测定一定质量的Na2SO4·xH2O晶体中结晶水数目
D.比较Fe3+和Cu2+对一定质量的H2O2分解反应的催化效率
5.[2021北京海淀区期中]研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入到40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
编号
①
②
③
④
操作
现象
溶液变红色,20秒后褪色
ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体
ⅱ.溶液变红色,10分钟后褪色
ⅰ.溶液变红色,10分钟后溶液褪色
ⅱ.变红色
溶液变红色,2小时后无明显变化
下列说法不正确的是( )
A.由②中现象ⅰ可知,Na2O2与水反应有H2O2生成
B.由③、④可知,②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大
C.由②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH-)大
D.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L-1盐酸,溶液最终变成红色
6.[2021安徽示范高中联考]富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO 等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如图:
为了获得晶体,会先浓缩溶液接近饱和,然后将浓缩液放入高压釜中,控制温度进行结晶(硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化如图)。下列说法错误的是( )
注:温度高时,硼酸会随水蒸气挥发。
A.该工艺流程中加快反应速率的措施有2种
B.在高压釜中,先降温结晶得到硼酸晶体,再蒸发结晶得到硫酸镁晶体
C.“酸浸”中镁硼酸盐发生反应:2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3
D.加入“MgO”后过滤,所得滤渣主要是Al(OH)3 和Fe(OH)3
二、非选择题(共45分)
7.[10分]某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应,设计了如图所示实验装置,其中E为实验前压瘪的气囊。
(1)装置A的烧瓶中滴加浓硝酸后观察到的主要现象为 (答两条)。
(2)将装置B补充完整,并标明试剂 。
(3)用无水CaCl2除去水蒸气的目的是 。
(4)反应一段时间后,D处有烫手的感觉,其中固体由淡黄色变为白色,直至颜色不再变化时,气囊E始终没有明显鼓起。
①学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式: 。
②设计实验证明NaNO2生成,实验方案是 。(写出操作、现象和结论)
8.[2021河北石家庄质检节选,9分]以某锂矿石(主要成分为Li2CO3,还含有Na+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cl-及SiO2)为原料制备高纯Li2CO3,其工艺流程如图所示:
已知相关物质的溶度积常数如表所示:
物
质
Ca(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Li2CO3
CaCO3
Ksp
5.5×10-6
1.3×10-33
4×10-38
8.0×10-16
8.15×10-4
3.36×10-9
(1)“滤渣1”的主要成分是 。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“调pH”时可将 (填离子符号)沉淀完全。
(4)“除杂”时加入适量稀Na2CO3溶液的作用为 。
(5)“碳化”“加热分解”是提高Li2CO3纯度的重要步骤,“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
9.[2021黑龙江实验中学月考,14分]硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 。流程图中硼砂溶于热水后,常用H2SO4溶液调pH为2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
(2)若用惰性电极电解MgCl2溶液,其总反应的离子方程式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O,则正极反应式为 。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,选择淀粉溶液作指示剂,达到滴定终点的现象是 。消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为 。(提示:I2+2S2O32-2I-+S4O62-)
10.[2021贵州贵阳摸底测试节选,12分]过氧化钙是一种温和的氧化剂,常温下为白色固体,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂。
(1)某实验小组拟选用如图装置(部分固定装置略)制备过氧化钙,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母编号,装置可重复使用)。
实验步骤如下:
ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;
ⅱ.打开仪器M的活塞,通入一段时间气体,加热药品;
ⅲ.反应结束后,先熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温后,停止通入气体;
ⅳ.拆除装置,取出产物。
(2)仪器M的名称为 ;步骤ⅲ的作用是 。
(3)利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2OCaO2·8H2O↓+2NH4+,在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如下:
①装置A的试管中发生反应的化学方程式为 ;装置B中的反应需在冰水浴下进行,其原因是 。
②将过滤得到的白色晶体依次用蒸馏水、乙醇洗涤,低温烘干可得CaO2·8H2O。用乙醇洗涤的目的是 。
答案
专题五 钠、镁、铝及其化合物
1.D 用小刀切开金属钠,说明钠的硬度小,A项不符合题意;将钠放在坩埚中加热,钠受热熔化,与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成淡黄色Na2O2固体,说明钠的熔点低且钠可以与氧气反应,B项不符合题意;把钠保存在煤油中,说明钠的密度比煤油大,且钠与煤油不反应,C项不符合题意;将钠放入盛水的烧杯中,钠浮在水面上,熔成小球并在水面快速移动,可以说明钠的密度比水小,D项符合题意。
2.B 过氧化钠能与CO2反应并生成氧气:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2可用作潜水艇供氧剂,A正确;ClO2具有强氧化性,能杀菌消毒,明矾没有强氧化性,其在溶液中水解生成Al(OH)3胶体,利用胶体的吸附性进行净水,则ClO2与明矾的净水原理不同,B错误;84消毒液的有效成分为次氯酸钠,其具有强氧化性,医用酒精的主要成分是乙醇,乙醇具有还原性,将两者混合使用时会发生氧化还原反应,降低灭活新冠病毒的效果,C正确;生产普通玻璃的原料是石英、纯碱和石灰石,生产水泥的原料是黏土、石灰石,工业上生产普通玻璃和水泥的共同原料是CaCO3,D正确。
3.B 碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,二氧化碳首先与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,放出的气体为混合气体,说明过氧化钠不足,放出的气体是氧气和水蒸气,或二氧化碳、氧气和水蒸气,则根据方程式可判断Na2O2和NaHCO3两者的物质的量关系:Na2O2
5.(1)6NaHCO3+Al2(SO4)32Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4(2分) (2)+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl(3分) Na2O2(1分) Fe(OH)3和FeCl3(2分) (3)增大(2分) (4)ad(2分) (5)>(2分)
【解析】 (1)根据题给信息可知,NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应:Al2(SO4)3+6NaHCO32Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4。(2)Na2O2具有强氧化性,在反应中作氧化剂,Fe2+以还原性为主,作还原剂,Na2O2中O共降低2价,Fe2+→Fe3+升高1价,题中给出FeCl2的化学计量数为6,则Na2O2的化学计量数为3,根据原子守恒配平其他物质,得反应方程式为3Na2O2+6FeCl2+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;电子转移的方向和数目是+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;该反应中的氧化剂是Na2O2,氧化产物是FeCl3和Fe(OH)3。(3)Ba(OH)2少量,发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCO3-BaCO3↓+2H2O+CO32-,NaHCO3的电离方程式为NaHCO3Na++HCO3-,因此加入少量Ba(OH)2固体,溶液中c(CO32-)会增大。(4)滤出小苏打后,母液里有NH4Cl和NaHCO3,①中通入氨气,增大c(NH4+),再加入食盐,使NH4Cl析出,然后过滤,氯化铵的纯度较高,a项正确;②中析出的NH4Cl中含有较多的NaCl,氯化铵的纯度较低,b项错误;①中滤液中还有较多NH4+,不能直接循环使用,c项错误;②中滤液中含有较多NaCl,可以直接循环使用,d项正确。(5)HCO3-的电离方程式为HCO3-H++CO32-,HCO3-的水解方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-,NaHCO3溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于其电离程度,即c(H2CO3)>c(CO32-)。
6.D 向溶液A中加入过量的(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲和无色气体甲,则发生的是Al3+和CO32-相互促进的水解反应:2Al3++3CO32-+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑,白色沉淀甲为Al(OH)3,无色气体甲为CO2,A中一定含有Al3+,一定不含Fe3+、CO32-;向溶液甲中加入过量的Ba(OH)2,由于(NH4)2CO3过量,故一定发生反应:(NH4)2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NH3↑+2H2O,根据此步反应无法确定A中是否含有SO42-;向溶液乙中加入Cu和浓硫酸,产生的气体丙与空气反应生成红棕色气体丁,则气体丁为NO2,气体丙为NO,故A中一定含有NO3-,白色沉淀丙为过量的Ba(OH)2与浓硫酸反应生成的BaSO4;根据各离子的物质的量浓度均相同,结合溶液呈电中性,知一定含有SO42-。综上分析,溶液A中一定含有Al3+、NO3-、SO42-,一定不含Fe3+、CO32-,不能确定是否含有K+、Na+、Cl-。向溶液A中加入过量的(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲,而Fe(OH)3是红褐色沉淀,故溶液A中不存在Fe3+,A项正确;溶液A中一定含有Al3+、NO3-、SO42-,因此加入过量Ba(OH)2,得到的沉淀乙中一定含有BaCO3和BaSO4,B项正确;当A中存在Cl-时,A中还应存在K+或Na+,故溶液A可能是由AlCl3、NaNO3、Al2(SO4)3按物质的量之比为1∶3∶1混合而成的溶液,C项正确;要确定A溶液中是否存在Na+或K+中的一种,可以通过确定溶液中是否有Cl-进行判断,因此可以先加入足量硝酸钡溶液除去SO42-,再加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明含有Cl-,同时可以说明存在Na+或K+中的一种,D项错误。
7.B 因为Li2NH中氢元素为+1价,锂元素为+1价,所以氮元素为-3价,A项错误;氢气中氢元素的化合价既升高又降低,所以H2既作氧化剂又作还原剂,B项正确;Li+和H-的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以锂离子半径小,C项错误;此法储氢利用的是氧化还原反应,钢瓶储氢是物理过程,二者储氢的原理不同,D项错误。
8.C 电解熔融的氯化钠可以制取钠,电解精盐的水溶液得到烧碱、氯气和氢气,A错误;工业上从海水中制取镁的过程通常是用海水、石灰乳制得氢氧化镁,然后使氢氧化镁与过量盐酸反应制取氯化镁溶液,将氯化镁溶液蒸发结晶得六水氯化镁,再将六水氯化镁在HCl氛围下加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁制得镁,B错误;焦炭与空气反应生成二氧化碳或一氧化碳,石灰石高温分解生成二氧化碳,二氧化碳再与焦炭在高温下反应生成CO,CO在高温下还原铁矿石制得铁,C正确;氯化铝是共价化合物,熔融的氯化铝不导电,无法通过电解熔融的氯化铝制得铝,D错误。
9.C MgCl2·6H2O灼烧得到的固体Ⅰ为MgO,气体Ⅰ为HCl和H2O(g), NH4Cl溶液由于铵根离子水解显酸性,故MgO可溶于饱和NH4Cl溶液,A正确;气体Ⅰ中的H2O(g)能使无水CuSO4变蓝,B正确;将HCl和H2O(g)通过浓H2SO4,得到的气体Ⅱ为HCl,溶液Ⅰ为稍稀的硫酸,HCl与AgNO3溶液反应生成的固体Ⅱ为AgCl,溶液Ⅱ为HNO3,硫酸在常温下不能与Cu反应,C错误;由于Ksp(AgI)≪Ksp(AgCl),故AgCl能与KI发生反应生成黄色沉淀AgI,D正确。
10.A 根据题给流程信息可知最终生成无水氯化镁,因此酸浸池中加入的X酸应是盐酸,不能加硝酸,A项错误;酸浸池中加入盐酸后,主要生成MgCl2、AlCl3、FeCl2等,氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在调节pH时除掉铁元素,B项正确;加MgO调节pH主要是将铁离子和铝离子变为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,C项正确;在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁和氯气,氧化镁的熔点很高,不能用电解熔融氧化镁制取金属镁,D项正确。
11.B 结合图示流程和已知信息①可知,“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸,A项正确;由于要制备碱式氯化铝,为了不引入杂质SO42-,“酸溶”时不能用硫酸代替盐酸,B项错误;结合已知信息②知,“蒸发浓缩”和“稀释”均能减小溶液中HCl的浓度,使溶液的pH为4.2~4.5,有利于沉降得到碱式氯化铝,C项正确;碱式氯化铝可水解生成Al(OH)3胶体,可用于净水,D项正确。
12.B 废易拉罐属于可回收垃圾,回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用,故A项正确;NaAlO2、H2O和NH4HCO3发生反应生成碳酸钠、碳酸铵和氢氧化铝,故“沉淀”为Al (OH)3,B项错误;“操作a”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,故C项正确;过量二氧化碳与偏铝酸钠反应可得到氢氧化铝沉淀,故题述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3,D项正确。
13.D 实验1在过量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀a,加入稀H2SO4,沉淀溶解,没有气泡,说明白色沉淀a是Al(OH)3;实验2在过量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀b,加入稀H2SO4,沉淀溶解并产生少量气泡,说明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸盐。由以上分析可知,A、B项正确;实验1、2中加入试剂的顺序不同,混合后溶液的pH不同,生成的沉淀不同,说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关,C项正确;检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO42-的方法,故可使用相同的检验试剂,D项错误。
14.(1)Na2O·Al2O3·2SiO2(2分) (2)铝硅酸钠、氧化铁(2分) OH-+HCO3-CO32-+H2O(2分) AlO2-+HCO3-+H2OCO32-+Al(OH)3↓(2分) (3)氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜(2分) (4)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑(2分) (5)NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑(2分) NA(1分)
【解析】 (1)铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)中Na、Al、Si、O的化合价分别为+1、+3、+4、-2,根据化合物中正负化合价代数和为0,则1×2+3×2+4x-2×8=0,解得x=2。Na2Al2Si2O8可以用氧化物的形式表示为Na2O·Al2O3·2SiO2。(2)“碱溶”时,Al2O3、SiO2均能与NaOH溶液反应,Al2O3转化为NaAlO2,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀,而Fe2O3与NaOH溶液不反应,故“过滤Ⅰ”中滤渣主要为铝硅酸钠、氧化铁。“过滤Ⅰ”所得滤液中含有NaOH、NaAlO2,加入NaHCO3溶液,发生反应:OH-+HCO3-CO32-+H2O、AlO2-+HCO3-+H2OCO32-+Al(OH)3↓。(3)“电解Ⅰ”为电解熔融氧化铝,另一产物为Al。Al在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN,在Al中添加少量氯化铵,1 000 ℃时氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,有利于Al与N2反应制备AlN。(4)根据题图,阳极上H2O放电,同时CO32-转化为HCO3-,电极反应可以看作2H2O-4e-4H++O2↑、CO32-+H+HCO3-的总反应,故电极反应式为4CO32-+2H2O-4e- 4HCO3-+O2↑。(5)铝氢化钠中氢为-1价,H2O中氢为+1价,故铝氢化钠与水发生归中反应,反应的化学方程式为NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑,反应中转移4e-,故每产生1 mol气体转移的电子数为NA。
1.D ①金属钠与水反应产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与FeCl3反应可产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,①不符合题意;②NaOH与明矾反应可生成Al(OH)3白色沉淀,当NaOH过量时,氢氧化铝与过量的NaOH反应可生成可溶性的NaAlO2,最终无沉淀产生,②不符合题意;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,生成CaCO3白色沉淀、Na2CO3和H2O,③符合题意;④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液,二者发生相互促进的水解反应,产生氢氧化铝白色沉淀和二氧化碳气体,④符合题意;⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,会反应产生NaHCO3,由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,反应消耗水,溶剂质量减少,产生NaHCO3的质量比Na2CO3的多,所以NaHCO3结晶析出,有白色沉淀产生,⑤符合题意。
2.A NH4Cl与Ca(OH)2在加热的条件下反应生成NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,NH3催化氧化生成NO气体:4NH3+5O24NO+6H2O,A项正确。FeCl3水溶液加热蒸发时发生水解反应生成Fe(OH)3和HCl,氯化氢易挥发,Fe(OH)3受热分解,最终得到Fe2O3,得不到无水FeCl3,B项错误;CuO固体不溶于水,也不能与水反应生成Cu(OH)2,C项错误;NaCl溶液与二氧化碳气体不反应,D项错误。
3.A B为两性氢氧化物,假设其为含铝化合物,若D为强碱,则A为铝盐,若D为强酸,则A为偏铝酸盐,A项正确;若A为固态非金属单质,D为O2,则A不能为单质硫,因为硫不能一步被氧化为三氧化硫,B项错误;当A为氢氧化钠,B为碳酸钠,C为碳酸氢钠,D为二氧化碳时,B的溶解度大于C的溶解度,当A为氢氧化钡,B为碳酸钡,C为碳酸氢钡时,B的溶解度小于C的溶解度,C项错误;若A为18电子气态氢化物,D为O2,则A可以为C2H6、H2S,D项错误。
4.C 在烧瓶中加入Na2O和Na2O2的混合物,然后将水从分液漏斗放下,通过产生气体的量可计算Na2O2的量,A项能完成;在烧瓶中加入金属钠,然后将有机物从分液漏斗放下,根据产生气体的量来判断有机物分子中含活泼氢原子的个数,B项能完成;该实验需要测量生成气体的量进而计算,Na2SO4·xH2O晶体中结晶水测定时无法产生气体,该装置不能完成,C项不能完成;可通过对照实验比较单位时间内Fe3+和Cu2+与H2O2反应产生气体的多少比较催化效率,D项能完成。
5.D ②中现象ⅰ产生大量能使带火星木条复燃的气体,说明加入MnO2后,产生了O2,因此Na2O2与水反应有H2O2生成,A项正确;根据③1 mol·L-1 NaOH溶液中加入酚酞,溶液先变红后褪色,④ 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入酚酞,溶液变红色后不褪色,知②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大,B项正确;①中溶液红色褪去只需20 s,由②③④知c(OH-)大,也可使溶液褪色,且褪色时间约为10分钟,故①中溶液红色褪去的主要原因是H2O2具有漂白性,而不是c(OH-)大,故向①中褪色后的溶液中加入5滴6 mol·L-1盐酸,溶液不变红色,C项正确、D项错误。
6.B 【流程梳理】
该工艺流程中加快反应速率的措施有研磨(增大反应物的接触面积)、加热2种,A项正确;根据硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化图可知,先降温结晶会同时得到硫酸镁和硼酸的晶体,正确的操作应为浓缩后,控制温度在200 ℃以上结晶,趁热过滤得到硫酸镁晶体,再降温结晶,得到硼酸晶体,B项错误;“酸浸”时镁硼酸盐发生的反应为2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3,C项正确;由滤液可得到硫酸镁晶体和硼酸晶体,故加入MgO调节pH后应得到Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,D项正确。
7.(每空2分)(1)剧烈反应,有红棕色气体产生,溶液变为绿色,铜片变小。 (2) (3)防止水蒸气与过氧化钠反应,干扰实验 (4)①2NO+Na2O22NaNO2 ②取少量D管中的固体于试管中,加水溶解,再加入AgNO3溶液,若生成浅黄色沉淀,则有亚硝酸钠生成(合理即可)
【解析】 在整套实验装置中,A为NO2的发生装置,B为NO的转化装置,C为除杂(除去NO中的水分)装置,D为NO与过氧化钠的反应装置,E既可进行尾气吸收,又可对反应的产物进行判断。(1)装置A的烧瓶中Cu与浓硝酸反应的方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,主要现象为剧烈反应,有红棕色气体产生,溶液变为绿色,铜片变小。(2)装置B的目的为将NO2转化为NO,则需将A中产生的气体通过盛有水的洗气瓶,导气管的连接方式为“长进短出”。(3)装置C除去水蒸气,目的是防止水蒸气与过氧化钠反应,干扰实验。(4)①“固体由淡黄色变为白色,直至颜色不再变化时,气囊E始终没有明显鼓起”,表明过氧化钠将强还原性气体NO氧化为亚硝酸钠:2NO+Na2O22NaNO2;②若反应中有NaNO2生成,则加入硝酸银溶液会产生淡黄色的亚硝酸银。
8.(1)SiO2(1分)
(2)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O(2分)
(3)Fe3+、Al3+(2分)
(4)除去Ca2+,防止Li+沉淀(2分)
(5)Li2CO3+H2O+CO22LiHCO3(2分)
【解析】 (1)SiO2不溶于盐酸,故“滤渣1”的主要成分是SiO2。(2)在酸性条件下,H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。(3)结合图示流程以及相关物质的溶度积常数可知,通过加入NaOH调节溶液的pH,可将Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去。(4)加入Na2CO3溶液能将溶液中的Ca2+转化为CaCO3沉淀除去,后续还需加入饱和Na2CO3溶液沉淀Li+,故加入适量稀Na2CO3溶液还能防止Li+沉淀。(5)“沉锂”时得到Li2CO3,通入CO2“碳化”是Li2CO3在溶液中转化为LiHCO3的过程,其化学方程式为Li2CO3+CO2+H2O2LiHCO3。
9.(每空2分)(1)+3 B4O72-+2H++5H2O4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO (2)2H2O+Mg2++2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ (3)H2O2+2H++2e-2H2O (4)当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟内不恢复 99%
【解析】 (1)硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O,根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知,硼砂中B的化合价为+3;硼砂溶于水,在酸性条件下可生成H3BO3,反应的离子方程式为B4O72-+2H++5H2O4H3BO3;H3BO3晶体加热脱水的产物为B2O3,B2O3在高温条件下与镁发生置换反应生成粗硼,化学方程式为3Mg+B2O32B+3MgO。(2)若用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极氢离子得电子生成氢气,水的电离平衡被破坏,由水电离生成的氢氧根离子浓度增大,氢氧根离子和镁离子形成氢氧化镁沉淀;阳极氯离子失电子变为氯气。其总反应的离子方程式为2H2O+Mg2++2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓。(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O,则正极上是过氧化氢得电子生成水的反应,正极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O。(4) 淀粉遇碘变蓝,根据I2+2S2O32-2I-+S4O62-可知,当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟内不恢复,即达到滴定终点; 硫代硫酸钠的物质的量为0.30×18.00×10-3 mol;根据关系式可知:B~BI3~32I2~3S2O32-,n(B)=13n(S2O32-)=13×0.30×18.00×10-3 mol=1.8×10-3 mol;单质硼的质量为1.8×10-3×11 g=0.019 8 g;粗硼样品的纯度为0.01980.020×100%= 99%。
10.(1)cedabe(ab可互换,2分)
(2)分液漏斗(2分) 防倒吸(2分)
(3)①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(2分) 温度低可减少过氧化氢分解,提高过氧化氢的利用率(反应放热,温度低有利于提高产率)(2分) ②去除晶体表面的水分(2分)
【解析】(1)因为钙能与H2O反应,故利用如图装置,先制取并干燥O2,然后O2与钙反应制取CaO2,最后连接盛装浓硫酸的装置,防止钙与空气中的水反应。(2)仪器M为分液漏斗,若熄灭酒精灯后,马上停止通入气体,则会因装置冷却压强减小而引起倒吸,故步骤ⅲ的作用是防倒吸。(3)①装置A中试管内的反应是实验室制取氨气的反应。装置B中的反应试剂之一是过氧化氢,该物质受热易分解,低温可减少其分解,提高利用率。装置B中的反应在冰水浴下进行,说明该反应为放热反应,降低温度有利于反应正向进行,提高产率。②乙醇易挥发,用乙醇洗涤,可除去晶体表面的水分,有利于快速干燥晶体。
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专题五 钠、镁、铝及其化合物
考点1 钠及其化合物
1.[2021浙江绍兴测试]下列做法中观察到的现象可以说明钠的密度比水小的是( )
A.用小刀切开金属钠
B.将钠放在坩埚中加热
C.把钠保存在煤油中
D.将钠放入盛水的烧杯中
2.[2021山西太原测试改编]化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.Na2O2可用作潜水艇供氧剂
B.自来水厂常用明矾净水,用ClO2代替明矾净水,其原理相同
C.将84消毒液和医用酒精混合使用,会降低灭活新冠病毒的效果
D.工业上生产玻璃和水泥使用到的共同原料有CaCO3
3.[2021四川成都摸底测试改编]下列说法正确的是( )
A.将Na2O2和NaHCO3固体混合加热到200 ℃,完全反应后,趁热放出的气体为混合气体,则Na2O2和NaHCO3两者的物质的量关系:Na2O2≥NaHCO3
B.将铝箔在酒精灯上加热,熔化的铝不滴落,说明氧化铝的熔点比铝高
C.将钠投入盛有无水乙醇的试管中,钠浮在液面上且有气泡冒出,说明钠的密度比乙醇小
D.将少量过氧化钠粉末加入水中,向反应后的溶液中滴入酚酞溶液,溶液保持红色,说明反应生成了碱
4.[2021中央民族大学附中月考改编]对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃酸过多症
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对;Ⅱ错;无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
5.[2021湖南衡阳八中月考,14分]钠的化合物在生活、生产中用途广泛。
(1)泡沫灭火器的主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,两者混合后发生相互促进的水解反应可生成Al(OH)3和CO2,写出该反应的化学方程式: 。
(2)Na2O2属于钠的化合物,具有很强的氧化性。少量Na2O2与FeCl2溶液能发生如下反应:Na2O2+FeCl2+H2OFe(OH)3↓+FeCl3+NaCl,已知FeCl2的化学计量数为6,配平上述化学方程式,并标出电子转移的方向和数目 。该反应中的氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化,溶液中c(CO32-)会 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物,在滤出小苏打后,从母液中提取氯化铵有两种方法:①通入氨气,冷却、加食盐,过滤;②不通入氨气,冷却、加食盐,过滤。对两种方法的评价正确的是 (填编号)。
a.①析出的氯化铵纯度更高
b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用
d.②的滤液可直接循环使用
(5)已知HCO3-在水中既能水解也能电离。NaHCO3溶液呈碱性,溶液中c(H2CO3) c(CO32-)(填“>”“<”或“=”)。
考点2 碱金属及其化合物的性质 焰色反应
6.[2021湖北部分重点高中联考]常温下,某溶液A中含有K+、Na+、Fe3+、Al3+、CO32-、NO3-、Cl-、SO42-中的若干种,且各离子的物质的量浓度均相同,现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.溶液A中不存在Fe3+
B.沉淀乙中一定含有BaCO3和BaSO4
C.溶液A可能是由AlCl3、NaNO3、Al2(SO4)3按物质的量之比为1∶3∶1混合而成的溶液
D.要确定A溶液中是否存在Na+或K+中的一种,只能通过焰色反应
7.[新素材]亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2LiNH2+LiH,下列有关说法正确的是( )
A.Li2NH中N的化合价是-1
B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H-的离子半径相等
D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
考点3 镁及其化合物
8.[2021广州珠海摸底测试]下列有关金属的制法正确的是( )
A.以海水为原料制取精盐,再电解精盐的水溶液制取钠
B.用海水、石灰乳等原料制得氧化镁,再用H2还原氧化镁制得镁
C.用焦炭、空气、石灰石等原料,生产CO并在高温下还原铁矿石制得铁
D.从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝
9.[2020湖北武汉部分学校质量监测]氯化镁晶体具有如图所示转化关系:
下列说法错误的是( )
A.固体Ⅰ可溶于饱和NH4Cl溶液
B.气体Ⅰ能使无水CuSO4变蓝
C.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ常温下均能与Cu反应
D.在固体Ⅱ的浊液中加入 KI 溶液可产生黄色沉淀
10.[2020四川攀枝花第一次统考]如图是工业利用菱镁矿(主要成分为MgCO3,还含有Al2O3、FeCO3等杂质)制取氯化镁的工艺流程。
下列说法不正确的是( )
A.酸浸池中加入的X酸是硝酸
B.氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+
C.沉淀混合物为Fe(OH)3和Al(OH)3
D.在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
考点4 铝及其化合物
11.[新题型][2021河北石家庄质检]以市售高岭土(化学成分:Al2O3、SiO2和H2O)为原料制备碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]的工艺流程如图:
已知:①结构不同的Al2O3在酸中的溶解性差别较大;
②调节AlCl3溶液的pH为4.2~4.5,沉降可得碱式氯化铝。
下列说法错误的是( )
A.“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸
B.“酸溶”时可用2 mol·L-1的硫酸代替4 mol·L-1的盐酸
C.“蒸发浓缩”“稀释”的目的为调节溶液的pH
D.碱式氯化铝可用于净水
12.[2021广东广州阶段训练]明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B.“沉淀”为Al2(CO3)3
C.“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶
D.上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
13.[新形式]某学生探究0.25 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液与0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液的反应,实验如下。
实验1
实验2
下列分析不正确的是( )
A.实验1中,白色沉淀a是Al(OH)3
B.实验2中,白色沉淀b中含有CO32-
C.实验1、2中,白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关
D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,不可使用相同的检验试剂
14.[2021湖南衡阳一中月考改编,15分]铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化钠的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)沉淀。
(1)铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)可以用氧化物的形式表示其组成,形式为 。
(2)“过滤Ⅰ”中滤渣的主要成分有 (写名称)。向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入 NaHCO3溶液,反应的离子方程式为 、 。
(3)“电解Ⅰ”的另一产物在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN,在这种产物中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为 。
(5)铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生大量气泡,反应的化学方程式为 ,
每产生1 mol气体,转移的电子数为 (NA为阿伏加德罗常数的值)。
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.[原创]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FeCl3溶液中;②过量NaOH溶液和明矾溶液混合;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中;④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液;⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
A.①③④⑤ B.只有①④
C.只有②③ D.只有③④⑤
2.[2021江苏南京调研]下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NH4Cl(s)NH3(g)NO(g)
B.Fe2O3(s)FeCl3(aq)FeCl3(s)
C.CuO(s)Cu(OH)2悬浊液Cu2O(s)
D.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
3.[2021河北衡水中学期中改编]A、B、C、D是中学化学中常见的四种物质,且A、B、C中含有同一种元素,其转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.若B为一种两性氢氧化物,则D可能是强酸,也可能是强碱
B.若A为固态非金属单质,D为O2,则A可以为单质硫
C.若A为强碱,D为CO2,则B的溶解度一定大于C的溶解度
D.若A为18电子气态氢化物,D为O2,则A只能是C2H6
4.[新情境][2021天津和平区测试]标准状况下,下列实验用如图所示装置不能完成的是( )
A.测定一定质量的Na2O和Na2O2混合物中Na2O2的含量
B.确定分子式为C2H6O的有机物分子中含活泼氢原子的个数
C.测定一定质量的Na2SO4·xH2O晶体中结晶水数目
D.比较Fe3+和Cu2+对一定质量的H2O2分解反应的催化效率
5.[2021北京海淀区期中]研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入到40 mL水中,充分反应得溶液A(液体体积无明显变化),进行以下实验。
编号
①
②
③
④
操作
现象
溶液变红色,20秒后褪色
ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体
ⅱ.溶液变红色,10分钟后褪色
ⅰ.溶液变红色,10分钟后溶液褪色
ⅱ.变红色
溶液变红色,2小时后无明显变化
下列说法不正确的是( )
A.由②中现象ⅰ可知,Na2O2与水反应有H2O2生成
B.由③、④可知,②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大
C.由②、③、④可知,①中溶液红色褪去的主要原因不是c(OH-)大
D.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L-1盐酸,溶液最终变成红色
6.[2021安徽示范高中联考]富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO 等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如图:
为了获得晶体,会先浓缩溶液接近饱和,然后将浓缩液放入高压釜中,控制温度进行结晶(硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化如图)。下列说法错误的是( )
注:温度高时,硼酸会随水蒸气挥发。
A.该工艺流程中加快反应速率的措施有2种
B.在高压釜中,先降温结晶得到硼酸晶体,再蒸发结晶得到硫酸镁晶体
C.“酸浸”中镁硼酸盐发生反应:2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3
D.加入“MgO”后过滤,所得滤渣主要是Al(OH)3 和Fe(OH)3
二、非选择题(共45分)
7.[10分]某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应,设计了如图所示实验装置,其中E为实验前压瘪的气囊。
(1)装置A的烧瓶中滴加浓硝酸后观察到的主要现象为 (答两条)。
(2)将装置B补充完整,并标明试剂 。
(3)用无水CaCl2除去水蒸气的目的是 。
(4)反应一段时间后,D处有烫手的感觉,其中固体由淡黄色变为白色,直至颜色不再变化时,气囊E始终没有明显鼓起。
①学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式: 。
②设计实验证明NaNO2生成,实验方案是 。(写出操作、现象和结论)
8.[2021河北石家庄质检节选,9分]以某锂矿石(主要成分为Li2CO3,还含有Na+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cl-及SiO2)为原料制备高纯Li2CO3,其工艺流程如图所示:
已知相关物质的溶度积常数如表所示:
物
质
Ca(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Li2CO3
CaCO3
Ksp
5.5×10-6
1.3×10-33
4×10-38
8.0×10-16
8.15×10-4
3.36×10-9
(1)“滤渣1”的主要成分是 。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“调pH”时可将 (填离子符号)沉淀完全。
(4)“除杂”时加入适量稀Na2CO3溶液的作用为 。
(5)“碳化”“加热分解”是提高Li2CO3纯度的重要步骤,“碳化”时发生反应的化学方程式为 。
9.[2021黑龙江实验中学月考,14分]硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 。流程图中硼砂溶于热水后,常用H2SO4溶液调pH为2~3制取H3BO3,反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
(2)若用惰性电极电解MgCl2溶液,其总反应的离子方程式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O,则正极反应式为 。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将 0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,选择淀粉溶液作指示剂,达到滴定终点的现象是 。消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为 。(提示:I2+2S2O32-2I-+S4O62-)
10.[2021贵州贵阳摸底测试节选,12分]过氧化钙是一种温和的氧化剂,常温下为白色固体,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂。
(1)某实验小组拟选用如图装置(部分固定装置略)制备过氧化钙,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母编号,装置可重复使用)。
实验步骤如下:
ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;
ⅱ.打开仪器M的活塞,通入一段时间气体,加热药品;
ⅲ.反应结束后,先熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温后,停止通入气体;
ⅳ.拆除装置,取出产物。
(2)仪器M的名称为 ;步骤ⅲ的作用是 。
(3)利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2OCaO2·8H2O↓+2NH4+,在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如下:
①装置A的试管中发生反应的化学方程式为 ;装置B中的反应需在冰水浴下进行,其原因是 。
②将过滤得到的白色晶体依次用蒸馏水、乙醇洗涤,低温烘干可得CaO2·8H2O。用乙醇洗涤的目的是 。
答案
专题五 钠、镁、铝及其化合物
1.D 用小刀切开金属钠,说明钠的硬度小,A项不符合题意;将钠放在坩埚中加热,钠受热熔化,与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成淡黄色Na2O2固体,说明钠的熔点低且钠可以与氧气反应,B项不符合题意;把钠保存在煤油中,说明钠的密度比煤油大,且钠与煤油不反应,C项不符合题意;将钠放入盛水的烧杯中,钠浮在水面上,熔成小球并在水面快速移动,可以说明钠的密度比水小,D项符合题意。
2.B 过氧化钠能与CO2反应并生成氧气:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2可用作潜水艇供氧剂,A正确;ClO2具有强氧化性,能杀菌消毒,明矾没有强氧化性,其在溶液中水解生成Al(OH)3胶体,利用胶体的吸附性进行净水,则ClO2与明矾的净水原理不同,B错误;84消毒液的有效成分为次氯酸钠,其具有强氧化性,医用酒精的主要成分是乙醇,乙醇具有还原性,将两者混合使用时会发生氧化还原反应,降低灭活新冠病毒的效果,C正确;生产普通玻璃的原料是石英、纯碱和石灰石,生产水泥的原料是黏土、石灰石,工业上生产普通玻璃和水泥的共同原料是CaCO3,D正确。
3.B 碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,二氧化碳首先与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,放出的气体为混合气体,说明过氧化钠不足,放出的气体是氧气和水蒸气,或二氧化碳、氧气和水蒸气,则根据方程式可判断Na2O2和NaHCO3两者的物质的量关系:Na2O2
5.(1)6NaHCO3+Al2(SO4)32Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4(2分) (2)+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl(3分) Na2O2(1分) Fe(OH)3和FeCl3(2分) (3)增大(2分) (4)ad(2分) (5)>(2分)
【解析】 (1)根据题给信息可知,NaHCO3与Al2(SO4)3发生相互促进的水解反应:Al2(SO4)3+6NaHCO32Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4。(2)Na2O2具有强氧化性,在反应中作氧化剂,Fe2+以还原性为主,作还原剂,Na2O2中O共降低2价,Fe2+→Fe3+升高1价,题中给出FeCl2的化学计量数为6,则Na2O2的化学计量数为3,根据原子守恒配平其他物质,得反应方程式为3Na2O2+6FeCl2+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;电子转移的方向和数目是+6H2O4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;该反应中的氧化剂是Na2O2,氧化产物是FeCl3和Fe(OH)3。(3)Ba(OH)2少量,发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCO3-BaCO3↓+2H2O+CO32-,NaHCO3的电离方程式为NaHCO3Na++HCO3-,因此加入少量Ba(OH)2固体,溶液中c(CO32-)会增大。(4)滤出小苏打后,母液里有NH4Cl和NaHCO3,①中通入氨气,增大c(NH4+),再加入食盐,使NH4Cl析出,然后过滤,氯化铵的纯度较高,a项正确;②中析出的NH4Cl中含有较多的NaCl,氯化铵的纯度较低,b项错误;①中滤液中还有较多NH4+,不能直接循环使用,c项错误;②中滤液中含有较多NaCl,可以直接循环使用,d项正确。(5)HCO3-的电离方程式为HCO3-H++CO32-,HCO3-的水解方程式为HCO3-+H2OH2CO3+OH-,NaHCO3溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于其电离程度,即c(H2CO3)>c(CO32-)。
6.D 向溶液A中加入过量的(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲和无色气体甲,则发生的是Al3+和CO32-相互促进的水解反应:2Al3++3CO32-+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑,白色沉淀甲为Al(OH)3,无色气体甲为CO2,A中一定含有Al3+,一定不含Fe3+、CO32-;向溶液甲中加入过量的Ba(OH)2,由于(NH4)2CO3过量,故一定发生反应:(NH4)2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NH3↑+2H2O,根据此步反应无法确定A中是否含有SO42-;向溶液乙中加入Cu和浓硫酸,产生的气体丙与空气反应生成红棕色气体丁,则气体丁为NO2,气体丙为NO,故A中一定含有NO3-,白色沉淀丙为过量的Ba(OH)2与浓硫酸反应生成的BaSO4;根据各离子的物质的量浓度均相同,结合溶液呈电中性,知一定含有SO42-。综上分析,溶液A中一定含有Al3+、NO3-、SO42-,一定不含Fe3+、CO32-,不能确定是否含有K+、Na+、Cl-。向溶液A中加入过量的(NH4)2CO3,产生白色沉淀甲,而Fe(OH)3是红褐色沉淀,故溶液A中不存在Fe3+,A项正确;溶液A中一定含有Al3+、NO3-、SO42-,因此加入过量Ba(OH)2,得到的沉淀乙中一定含有BaCO3和BaSO4,B项正确;当A中存在Cl-时,A中还应存在K+或Na+,故溶液A可能是由AlCl3、NaNO3、Al2(SO4)3按物质的量之比为1∶3∶1混合而成的溶液,C项正确;要确定A溶液中是否存在Na+或K+中的一种,可以通过确定溶液中是否有Cl-进行判断,因此可以先加入足量硝酸钡溶液除去SO42-,再加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明含有Cl-,同时可以说明存在Na+或K+中的一种,D项错误。
7.B 因为Li2NH中氢元素为+1价,锂元素为+1价,所以氮元素为-3价,A项错误;氢气中氢元素的化合价既升高又降低,所以H2既作氧化剂又作还原剂,B项正确;Li+和H-的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以锂离子半径小,C项错误;此法储氢利用的是氧化还原反应,钢瓶储氢是物理过程,二者储氢的原理不同,D项错误。
8.C 电解熔融的氯化钠可以制取钠,电解精盐的水溶液得到烧碱、氯气和氢气,A错误;工业上从海水中制取镁的过程通常是用海水、石灰乳制得氢氧化镁,然后使氢氧化镁与过量盐酸反应制取氯化镁溶液,将氯化镁溶液蒸发结晶得六水氯化镁,再将六水氯化镁在HCl氛围下加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁制得镁,B错误;焦炭与空气反应生成二氧化碳或一氧化碳,石灰石高温分解生成二氧化碳,二氧化碳再与焦炭在高温下反应生成CO,CO在高温下还原铁矿石制得铁,C正确;氯化铝是共价化合物,熔融的氯化铝不导电,无法通过电解熔融的氯化铝制得铝,D错误。
9.C MgCl2·6H2O灼烧得到的固体Ⅰ为MgO,气体Ⅰ为HCl和H2O(g), NH4Cl溶液由于铵根离子水解显酸性,故MgO可溶于饱和NH4Cl溶液,A正确;气体Ⅰ中的H2O(g)能使无水CuSO4变蓝,B正确;将HCl和H2O(g)通过浓H2SO4,得到的气体Ⅱ为HCl,溶液Ⅰ为稍稀的硫酸,HCl与AgNO3溶液反应生成的固体Ⅱ为AgCl,溶液Ⅱ为HNO3,硫酸在常温下不能与Cu反应,C错误;由于Ksp(AgI)≪Ksp(AgCl),故AgCl能与KI发生反应生成黄色沉淀AgI,D正确。
10.A 根据题给流程信息可知最终生成无水氯化镁,因此酸浸池中加入的X酸应是盐酸,不能加硝酸,A项错误;酸浸池中加入盐酸后,主要生成MgCl2、AlCl3、FeCl2等,氧化池中通入氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在调节pH时除掉铁元素,B项正确;加MgO调节pH主要是将铁离子和铝离子变为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀,C项正确;在工业上常利用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁和氯气,氧化镁的熔点很高,不能用电解熔融氧化镁制取金属镁,D项正确。
11.B 结合图示流程和已知信息①可知,“焙烧”有助于改变高岭土中Al2O3的结构,使其更易溶于酸,A项正确;由于要制备碱式氯化铝,为了不引入杂质SO42-,“酸溶”时不能用硫酸代替盐酸,B项错误;结合已知信息②知,“蒸发浓缩”和“稀释”均能减小溶液中HCl的浓度,使溶液的pH为4.2~4.5,有利于沉降得到碱式氯化铝,C项正确;碱式氯化铝可水解生成Al(OH)3胶体,可用于净水,D项正确。
12.B 废易拉罐属于可回收垃圾,回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用,故A项正确;NaAlO2、H2O和NH4HCO3发生反应生成碳酸钠、碳酸铵和氢氧化铝,故“沉淀”为Al (OH)3,B项错误;“操作a”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,故C项正确;过量二氧化碳与偏铝酸钠反应可得到氢氧化铝沉淀,故题述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3,D项正确。
13.D 实验1在过量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀a,加入稀H2SO4,沉淀溶解,没有气泡,说明白色沉淀a是Al(OH)3;实验2在过量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀b,加入稀H2SO4,沉淀溶解并产生少量气泡,说明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸盐。由以上分析可知,A、B项正确;实验1、2中加入试剂的顺序不同,混合后溶液的pH不同,生成的沉淀不同,说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关,C项正确;检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO42-的方法,故可使用相同的检验试剂,D项错误。
14.(1)Na2O·Al2O3·2SiO2(2分) (2)铝硅酸钠、氧化铁(2分) OH-+HCO3-CO32-+H2O(2分) AlO2-+HCO3-+H2OCO32-+Al(OH)3↓(2分) (3)氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜(2分) (4)4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑(2分) (5)NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑(2分) NA(1分)
【解析】 (1)铝硅酸钠(Na2Al2SixO8)中Na、Al、Si、O的化合价分别为+1、+3、+4、-2,根据化合物中正负化合价代数和为0,则1×2+3×2+4x-2×8=0,解得x=2。Na2Al2Si2O8可以用氧化物的形式表示为Na2O·Al2O3·2SiO2。(2)“碱溶”时,Al2O3、SiO2均能与NaOH溶液反应,Al2O3转化为NaAlO2,SiO2转化为铝硅酸钠沉淀,而Fe2O3与NaOH溶液不反应,故“过滤Ⅰ”中滤渣主要为铝硅酸钠、氧化铁。“过滤Ⅰ”所得滤液中含有NaOH、NaAlO2,加入NaHCO3溶液,发生反应:OH-+HCO3-CO32-+H2O、AlO2-+HCO3-+H2OCO32-+Al(OH)3↓。(3)“电解Ⅰ”为电解熔融氧化铝,另一产物为Al。Al在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN,在Al中添加少量氯化铵,1 000 ℃时氯化铵分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,有利于Al与N2反应制备AlN。(4)根据题图,阳极上H2O放电,同时CO32-转化为HCO3-,电极反应可以看作2H2O-4e-4H++O2↑、CO32-+H+HCO3-的总反应,故电极反应式为4CO32-+2H2O-4e- 4HCO3-+O2↑。(5)铝氢化钠中氢为-1价,H2O中氢为+1价,故铝氢化钠与水发生归中反应,反应的化学方程式为NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑,反应中转移4e-,故每产生1 mol气体转移的电子数为NA。
1.D ①金属钠与水反应产生氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与FeCl3反应可产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,①不符合题意;②NaOH与明矾反应可生成Al(OH)3白色沉淀,当NaOH过量时,氢氧化铝与过量的NaOH反应可生成可溶性的NaAlO2,最终无沉淀产生,②不符合题意;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,生成CaCO3白色沉淀、Na2CO3和H2O,③符合题意;④向AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液,二者发生相互促进的水解反应,产生氢氧化铝白色沉淀和二氧化碳气体,④符合题意;⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,会反应产生NaHCO3,由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,反应消耗水,溶剂质量减少,产生NaHCO3的质量比Na2CO3的多,所以NaHCO3结晶析出,有白色沉淀产生,⑤符合题意。
2.A NH4Cl与Ca(OH)2在加热的条件下反应生成NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,NH3催化氧化生成NO气体:4NH3+5O24NO+6H2O,A项正确。FeCl3水溶液加热蒸发时发生水解反应生成Fe(OH)3和HCl,氯化氢易挥发,Fe(OH)3受热分解,最终得到Fe2O3,得不到无水FeCl3,B项错误;CuO固体不溶于水,也不能与水反应生成Cu(OH)2,C项错误;NaCl溶液与二氧化碳气体不反应,D项错误。
3.A B为两性氢氧化物,假设其为含铝化合物,若D为强碱,则A为铝盐,若D为强酸,则A为偏铝酸盐,A项正确;若A为固态非金属单质,D为O2,则A不能为单质硫,因为硫不能一步被氧化为三氧化硫,B项错误;当A为氢氧化钠,B为碳酸钠,C为碳酸氢钠,D为二氧化碳时,B的溶解度大于C的溶解度,当A为氢氧化钡,B为碳酸钡,C为碳酸氢钡时,B的溶解度小于C的溶解度,C项错误;若A为18电子气态氢化物,D为O2,则A可以为C2H6、H2S,D项错误。
4.C 在烧瓶中加入Na2O和Na2O2的混合物,然后将水从分液漏斗放下,通过产生气体的量可计算Na2O2的量,A项能完成;在烧瓶中加入金属钠,然后将有机物从分液漏斗放下,根据产生气体的量来判断有机物分子中含活泼氢原子的个数,B项能完成;该实验需要测量生成气体的量进而计算,Na2SO4·xH2O晶体中结晶水测定时无法产生气体,该装置不能完成,C项不能完成;可通过对照实验比较单位时间内Fe3+和Cu2+与H2O2反应产生气体的多少比较催化效率,D项能完成。
5.D ②中现象ⅰ产生大量能使带火星木条复燃的气体,说明加入MnO2后,产生了O2,因此Na2O2与水反应有H2O2生成,A项正确;根据③1 mol·L-1 NaOH溶液中加入酚酞,溶液先变红后褪色,④ 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入酚酞,溶液变红色后不褪色,知②中溶液红色褪去是因为c(OH-)大,B项正确;①中溶液红色褪去只需20 s,由②③④知c(OH-)大,也可使溶液褪色,且褪色时间约为10分钟,故①中溶液红色褪去的主要原因是H2O2具有漂白性,而不是c(OH-)大,故向①中褪色后的溶液中加入5滴6 mol·L-1盐酸,溶液不变红色,C项正确、D项错误。
6.B 【流程梳理】
该工艺流程中加快反应速率的措施有研磨(增大反应物的接触面积)、加热2种,A项正确;根据硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化图可知,先降温结晶会同时得到硫酸镁和硼酸的晶体,正确的操作应为浓缩后,控制温度在200 ℃以上结晶,趁热过滤得到硫酸镁晶体,再降温结晶,得到硼酸晶体,B项错误;“酸浸”时镁硼酸盐发生的反应为2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2MgSO4+2H3BO3,C项正确;由滤液可得到硫酸镁晶体和硼酸晶体,故加入MgO调节pH后应得到Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,D项正确。
7.(每空2分)(1)剧烈反应,有红棕色气体产生,溶液变为绿色,铜片变小。 (2) (3)防止水蒸气与过氧化钠反应,干扰实验 (4)①2NO+Na2O22NaNO2 ②取少量D管中的固体于试管中,加水溶解,再加入AgNO3溶液,若生成浅黄色沉淀,则有亚硝酸钠生成(合理即可)
【解析】 在整套实验装置中,A为NO2的发生装置,B为NO的转化装置,C为除杂(除去NO中的水分)装置,D为NO与过氧化钠的反应装置,E既可进行尾气吸收,又可对反应的产物进行判断。(1)装置A的烧瓶中Cu与浓硝酸反应的方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,主要现象为剧烈反应,有红棕色气体产生,溶液变为绿色,铜片变小。(2)装置B的目的为将NO2转化为NO,则需将A中产生的气体通过盛有水的洗气瓶,导气管的连接方式为“长进短出”。(3)装置C除去水蒸气,目的是防止水蒸气与过氧化钠反应,干扰实验。(4)①“固体由淡黄色变为白色,直至颜色不再变化时,气囊E始终没有明显鼓起”,表明过氧化钠将强还原性气体NO氧化为亚硝酸钠:2NO+Na2O22NaNO2;②若反应中有NaNO2生成,则加入硝酸银溶液会产生淡黄色的亚硝酸银。
8.(1)SiO2(1分)
(2)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O(2分)
(3)Fe3+、Al3+(2分)
(4)除去Ca2+,防止Li+沉淀(2分)
(5)Li2CO3+H2O+CO22LiHCO3(2分)
【解析】 (1)SiO2不溶于盐酸,故“滤渣1”的主要成分是SiO2。(2)在酸性条件下,H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。(3)结合图示流程以及相关物质的溶度积常数可知,通过加入NaOH调节溶液的pH,可将Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去。(4)加入Na2CO3溶液能将溶液中的Ca2+转化为CaCO3沉淀除去,后续还需加入饱和Na2CO3溶液沉淀Li+,故加入适量稀Na2CO3溶液还能防止Li+沉淀。(5)“沉锂”时得到Li2CO3,通入CO2“碳化”是Li2CO3在溶液中转化为LiHCO3的过程,其化学方程式为Li2CO3+CO2+H2O2LiHCO3。
9.(每空2分)(1)+3 B4O72-+2H++5H2O4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO (2)2H2O+Mg2++2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓ (3)H2O2+2H++2e-2H2O (4)当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟内不恢复 99%
【解析】 (1)硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O,根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知,硼砂中B的化合价为+3;硼砂溶于水,在酸性条件下可生成H3BO3,反应的离子方程式为B4O72-+2H++5H2O4H3BO3;H3BO3晶体加热脱水的产物为B2O3,B2O3在高温条件下与镁发生置换反应生成粗硼,化学方程式为3Mg+B2O32B+3MgO。(2)若用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极氢离子得电子生成氢气,水的电离平衡被破坏,由水电离生成的氢氧根离子浓度增大,氢氧根离子和镁离子形成氢氧化镁沉淀;阳极氯离子失电子变为氯气。其总反应的离子方程式为2H2O+Mg2++2Cl-Cl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓。(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为Mg+H2O2+2H+Mg2++2H2O,则正极上是过氧化氢得电子生成水的反应,正极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O。(4) 淀粉遇碘变蓝,根据I2+2S2O32-2I-+S4O62-可知,当滴入最后一滴标准液时,溶液恰好由蓝色褪至无色,且半分钟内不恢复,即达到滴定终点; 硫代硫酸钠的物质的量为0.30×18.00×10-3 mol;根据关系式可知:B~BI3~32I2~3S2O32-,n(B)=13n(S2O32-)=13×0.30×18.00×10-3 mol=1.8×10-3 mol;单质硼的质量为1.8×10-3×11 g=0.019 8 g;粗硼样品的纯度为0.01980.020×100%= 99%。
10.(1)cedabe(ab可互换,2分)
(2)分液漏斗(2分) 防倒吸(2分)
(3)①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(2分) 温度低可减少过氧化氢分解,提高过氧化氢的利用率(反应放热,温度低有利于提高产率)(2分) ②去除晶体表面的水分(2分)
【解析】(1)因为钙能与H2O反应,故利用如图装置,先制取并干燥O2,然后O2与钙反应制取CaO2,最后连接盛装浓硫酸的装置,防止钙与空气中的水反应。(2)仪器M为分液漏斗,若熄灭酒精灯后,马上停止通入气体,则会因装置冷却压强减小而引起倒吸,故步骤ⅲ的作用是防倒吸。(3)①装置A中试管内的反应是实验室制取氨气的反应。装置B中的反应试剂之一是过氧化氢,该物质受热易分解,低温可减少其分解,提高利用率。装置B中的反应在冰水浴下进行,说明该反应为放热反应,降低温度有利于反应正向进行,提高产率。②乙醇易挥发,用乙醇洗涤,可除去晶体表面的水分,有利于快速干燥晶体。
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