届苏教版 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 练习题.docx
- 文档编号:3834902
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:153.88KB
届苏教版 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 练习题.docx
《届苏教版 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 练习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届苏教版 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 练习题.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
届苏教版镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合练习题
镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合
1.被称为“国防金属”的镁,60%来自海洋,从海水中提取镁的正确方法是( )
A.海水
Mg(OH)2
Mg
B.海水
MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)
Mg
C.海水
Mg(OH)2
MgO
Mg
D.海水
Mg(OH)2
MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)
Mg
2.从海水中提取镁的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C.步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
3.下列各组物质,不能按
(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
4.铝是一种很重要的金属,可以发生一系列反应制备物质,如图所示:
下列说法错误的是( )
A.反应①又称铝热反应,可用于野外焊接铁轨
B.反应②、③都有氢气生成,产生等量的氢气时转移的电子数相等
C.常用反应⑥制备Al(OH)3,方法是向A12(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液
D.工业上用反应⑦制备铝时,常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
5.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:
③
④
下列说法中错误的是( )
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价相同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝
6.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程中的判断正确的是( )
A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物
B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2+AlO
+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
7.氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。
现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x,则装置的连接顺序为________________(按气流方向,用接口字母表示),其中C的作用是___________________________________________。
装置连接后,首先要进行的操作的名称是________________。
(3)加热前先通N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2的作用是________、________等。
(4)完全分解后测得C增重3.65g,D增重9.90g,则x=________。
若取消冷却玻管B后进行实验,测定的x值将________(填“偏高”或“偏低”)。
(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成
[Mg2Al(OH)6Cl1-2y·(CO3)y·zH2O],该生成物能发生类似的热分解反应。
现以此物质为样品,用
(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z,除测定D的增重外,至少还需测定________。
8.七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和________,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若溶液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则滤液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp=5×10-12];该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是____________________________________。
(2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响);若滤液Ⅰ中仅通入CO2,会生成________,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为
________________________________________________________________________。
(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl
和Al2Cl
两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为____________________________。
9.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为___________________________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为______________________________________。
(3)滤渣2的成分是____________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C
2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+C
MgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3C
MgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可以是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程是:
__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10.铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。
铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。
根据Al2O3、SiO2、Fe2O3的性质特点,因而可设计出两种提纯氧化铝的方案,根据对Al2O3提纯流程的理解回答下列问题:
方案一:
碱溶法
(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式______________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有________杂质,在电解时它不会影响铝的纯度的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案二:
酸溶法
(4)写出①、②中可能发生反应的离子方程式__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+的原因:
______________________________________
________________________________________________________________________。
11.某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2]、Al2O3和Fe2O3。
在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化:
请回答下列问题:
(1)写出A、B、D的化学式:
A__________,B__________,D__________。
(2)试剂a最好选用________(选填A、B、C、D)。
A.NaOH溶液B.稀盐酸
C.二氧化碳D.氨水
(3)写出反应①的离子方程式:
____________________________________________________。
(4)固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为
________________________________________________________________________。
12.工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝:
2Al2O3+6Cl2
4AlCl3+3O2。
回答以下问题:
(1)画出Al的原子结构示意图________________;氯元素在元素周期表第________周期________族。
(2)为促进反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原因是______________________________。
(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2
AlCl3+X↑,设计实验确定气体X的成分:
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)在提纯AlCl3粗产品时,需加入少量铝粉,可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2,从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。
该反应的化学方程式为_________________________。
(5)以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝:
Al2O3
①写出滤液甲中溶质的化学式____________________________________________________。
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式____________________________。
13.铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。
从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________,反应2的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)E可作为建筑材料,化合物C是________,写出由D制备冰晶石的化学方程式
________________________________________________________________________。
(4)电解法制铝的化学方程式是______________________________________________,
以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是________________________________。
14.铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:
SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为___________________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,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________,阴极产生的物质A的化学式为________。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。
在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_________________________________________________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】
2.【答案】B
【解析】海水中含有大量的镁,A项正确;电解MgCl2时,阳极产生Cl2,B项错误;加热脱水过程中Mg2+能水解生成Mg(OH)2,为防止Mg2+水解,应在HCl气体氛围中脱水,C项正确;①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应,D项正确。
3.【答案】C
【解析】由Al不能一步到Al(OH)3。
4.【答案】C
【解析】A正确,铝热反应指Al与金属氧化物间的置换反应,因反应剧烈放热,生成熔融的铁水,可用于野外焊接铁轨;B正确,Al具有两性,既能与酸反应又能与碱反应,根据化合价的变化,产生等量的氢气时转移的电子数相等;C错误,Al(OH)3具有两性,因此制备时不使用强酸强碱,用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水;D正确,Al2O3熔点高,电解时要耗费更多的能源,加入冰晶石与氧化铝形成共熔物,可降低氧化铝的熔融温度。
5.【答案】C
【解析】反应①后的体系中含有固体二氧化硅,需要过滤除去,反应②后的体系中含有氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A正确;a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在,其中铝的化合价都是+3价,B正确;由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳,C错误;由氢氧化铝制备氧化铝,加热即可,D正确。
6.【答案】C
【解析】A项,试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解;B项,若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,不能保证生成Al(OH)3沉淀;D项,因Al比Fe活泼,不能用Fe置换Al。
7.【答案】
(1)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]
4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑
(2)a—e—d—b 吸收HCl气体 检查气密性
(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收 防止产生倒吸(合理答案均给分)
(4)3 偏低
(5)装置C的增重及样品质量(样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)
【解析】
(1)由已知确定反应物、生成物,条件是高温。
2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]
4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑
由原子守恒配平,先Al2O3、MgO、HCl,后由O配平H2O的化学计量数(5+2x)。
(2)C中NaOH吸收HCl,D中浓H2SO4吸收H2O,故先通入D(浓H2SO4),再通入NaOH溶液,反之先通入NaOH溶液又带出水蒸气,使结果不准,故连接顺序为a、e、d、b。
(3)连接装置后,首先检查装置气密性,持续通入N2,可将整套装置中产生的气体全部赶入C、D,同时又避免产生倒吸现象。
(4)C增重为吸收的HCl,
n(HCl)=
=0.1mol。
D增重为吸收的H2O,n(H2O)=
=0.55mol。
根据化学方程式关系可得2HCl~(5+2x)H2O,即
2∶(5+2x)=0.1mol∶0.55mol
x=3
若取消冷却玻管B后进行实验,气体温度过高将损失水蒸气,使测定结果偏低。
(5)至少还需测定装置C的增重和样品的质量等。
8.【答案】
(1)CaO 11 加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的CaCO3减少
(2)NO
和OH- Ca(HCO3)2 (3)2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O (4)2Al+6H2O
2Al(OH)3↓+3H2↑ (5)Al-3e-+7AlCl
===4Al2Cl
【解析】
(1)白云石高温煅烧,CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO,煅粉主要含有CaO和MgO。
若溶液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,根据Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)得:
c(OH-)>
=
mol·L-1=1×10-3mol·L-1,c(H+)<
=
1×10-11mol·L-1,即pH>11。
若用(NH4)2SO4代替NH4NO3,则(NH4)2SO4会与CaO反应生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的CaCO3减少。
(2)煅粉的主要成分是CaO和MgO,加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,由于镁化合物几乎不溶,则溶液中溶质主要为生成的Ca(NO3)2和Ca(OH)2,故滤液Ⅰ中的主要阴离子为NO
和OH-。
由于滤液Ⅰ的pH大于11,溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3与Ca(OH)2,若仅通入CO2会生成Ca(HCO3)2,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式2Al+6H2O
2Al(OH)3↓+3H2↑。
(5)由题意可知,放电时负极Al失去电子与AlCl
结合生成Al2Cl
,其电极反应式为Al-3e-+7AlCl
===4Al2Cl
。
9.【答案】
(1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO ②d ③3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O
【解析】本题要读懂以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程,包括每一个流程发生的反应。
向菱镁矿中加入稀硫酸,FeCO3、MgCO3均会反应,生成FeSO4和MgSO4,过滤除去不与硫酸反应的杂质,再加入H2O2,目的是将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3,加入氨水调节pH≈4,将Fe3+变成Fe(OH)3沉淀,得到滤渣2从而除去,之后将MgSO4溶液蒸干得到MgSO4固体,再用木炭还原法制备高纯氧化镁。
第(4)问,根据给出的信息,木炭给出的信息,木炭还原法制备高纯氧化镁(800℃)产生的气体主要有S、SO2、CO、CO2。
按照题目的要求分步吸收或收集。
将高温下的混合气体先通过A冷凝S变成固体,再通过B吸收SO2,B中的溶液只能吸收SO2,所以可以是溴水、酸性高锰酸钾溶液等,但是不能是NaOH溶液,再通过C吸收CO2,C中的溶液最好选用NaOH溶液,D中用排水法收集CO。
S与热的NaOH溶液反应,而且只有S的化合价发生变化,这是一个歧化反应,根据氧化还原反应的规律,即可写出化学方程式。
10.【答案】
(1)①Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O,SiO2+2OH-===SiO
+H2O
③AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,SiO
+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO
(2)因为AlO
与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛,经济效益好
(3)SiO2 由于SiO2的熔点很高,在加热到1000℃左右时不会熔化,因而不影响铝的纯度
(4)①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
②Al3++4OH-===AlO
+2H2O,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(5)Al(OH)3只能溶于强碱,不能溶于氨水,用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
【解析】
11.【答案】
(1)Al Al2O3 O2
(2)D
(3)AlO
+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO
(4)K2SO4、(NH4)2SO4
【解析】根据已知信息中甲的成分,可以推断B为氧化铝,因此反应②是通过电解而得到D(氧气)和A(单质铝)。
甲加入水得到的溶液为明矾溶液,溶液中含有Al3+、K+和SO
,甲加入水得到的沉淀为氧化铝、氧化铁的混合物,再加入氢氧化钠,则氧化铝溶解,再通入二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。
试剂a应该为氨水,如果加入的试剂a是氢氧化钠溶液,则加入的量不好把握,由此可推知E为硫酸钾、硫酸铵的混合物。
12.【答案】
(1)
三 ⅦA
(2)C与O2反应,有利于反应正向进行 (3)气体X可能为CO、CO2或两者的混合物。
将生成气体依次通过澄清石灰水、浓硫酸、灼热的CuO粉末,如溶液变浑浊,则X中存在CO2,如黑色CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO
(4)Al+3FeCl3
AlCl3+3FeCl2
(5)①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH(写出NaAlO2、Na2SiO3即可)
②Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
【解析】
(1)Al核外有13个电子,分三层排布,位于第三周期第ⅢA族;
(2)2Al2O3+6Cl2===4AlCl3+3O2则加入焦炭与氧气反应使平衡右移;(3)依据原子守恒可知X可能是CO、CO2或两者的混合物;(4)Al+3FeCl3
AlCl3+3FeCl2;(5)由于铝土矿含Al2O3、Fe2O3、SiO2,所以滤液甲中溶质为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。
13.【答案】
(1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O
(2)CaSiO3 2AlO
+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
[或AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
]
(3)浓H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O
(4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届苏教版 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 练习题 及其 重要 化合物 之间 转化 化工 流程 融合