《2008年高考化学解题技巧与应试策略》系列教案12-策略12-镁铝方面试题的解题方法与技巧
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高考化学——镁及其化合物的推断题综合压轴题专题复习含答案一、镁及其化合物1.硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。
从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:根据题意回答下列问题:(1)实验中需用1mol/L的硫酸80mL,若用98%的浓硫酸来配制,除量筒、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有_________。
(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有_________。
(3)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式_________。
在调节pH=5-6之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为________________。
(4)如何检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验方法_________。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:温度(℃)40506070MgSO430.933.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤_________、_________。
(6)如果提供的硼镁泥共100 g,得到的MgSO4·7H2O 196.8 g,则MgSO4·7H2O的产率为_________。
【答案】烧杯、100mL的容量瓶、胶头滴管 SiO2 Mn2++ ClO-+ H2O → MnO2↓ + 2H++ Cl-2Fe2++ ClO-+ 2H+→ 2Fe3++ Cl-+ H2O 取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;如果溶液变红色,说明滤液中含Fe3+。
蒸发浓缩趁热过滤80%【解析】【详解】(1)配制溶液时还需要的玻璃仪器有烧杯、100mL的容量瓶、胶头滴管,(2)由于pH=5-6溶液呈酸性,所以滤渣中还有二氧化硅。
【A+版】名校名师之高考化学-镁铝及其重要化合物1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。
2.掌握镁、铝及其重要化合物的主要性质及其应用。
镁、铝的性质及应用[知识梳理]一、镁的性质及应用1.镁的性质(1)物理性质:银白色、具有金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)化学性质①与N 2反应:3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2②与CO 2反应:2Mg +CO 2=====点燃2MgO +C③与热水反应:Mg +2H 2O=====△Mg(OH)2+H 2↑Mg 在CO 2中能燃烧,所以Mg 着火时不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火。
2.海水提镁沉淀Mg 2+―→Mg 2++2OH -===Mg(OH)2↓↓制MgCl 2―→Mg(OH)2+2HCl===MgCl 2+2H 2O↓电解得Mg ―→MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑3.镁的用途生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
4.镁的重要化合物物质主要性质及反应方程式氧化镁碱性氧化物MgO +2H+===Mg2++H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O 难溶于水Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓溶解度小于碳酸镁MgCO3+H2O=====△Mg(OH)2+CO2↑二、铝的性质及应用1.铝的结构和存在形式:铝位于元素周期表的第三周期ⅢA族,原子结构示意图为。
铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.铝的物理性质,铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
3.铝的化学性质根据上图写出以下序号对应的有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式):①③④2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑⑤2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe(铝热反应)4.铝的用途纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
高考化学镁及其化合物(大题培优易错难题)及详细答案一、镁及其化合物1.金属镁是一种活泼的常见金属,有着广泛的用途。
下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。
(1)下列选项中正确的是_________(填序号)。
①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力②MgBr2与Cl2反应是放热反应③化合物的熟稳定性顺序为: MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2(2)请写出在一定条件下液溴与氟化镁固体反应的热化学方程式: ___________。
已知,金属镁在点燃的条件下能与二氧化碳反应:2Mg+CO2→2MgO+C,现将a克镁放在盛有b L(标准状态下)二氧化碳和氧气的混合气体的密闭容器中充分燃烧;(3)若容器中剩余二氧化碳,则残留固体物质_________A 一定只有MgOB 一定有MgO,可能有CC 一定有MgO和CD 一定有C,可能有MgO(4)若反应容器中有氧气剩余,则容器内剩余固体的质量为_________,出现此种状况,容器中原来b L混合气体中氧气的体积应满足(用含a的代数式)__________。
(5)若容器中无气体剩余,残留固体中含有镁,则残留固体m的取值范围_________;若容器中无气体剩余,残留固体中没有镁剩余,则残留固体m的取值范围_________。
【答案】①② MgF2(s)+Br2(l)=MgBr2(s)+ F2(g) △H=+600kJ/mol B 5a3g b>V(O2)>7a 15 (a+32b22.4)<m<(a+44b22.4)5a3<m<23a12【解析】【分析】(1)①离子晶体中离子键越强,离子晶体越稳定;②如果反应物能量之和大于生成物能量之和,则是放热反应;③化合物的热稳定性与物质的能量大小有关,能量越小越稳定;(2)根据盖斯定律书写;(3)镁在燃烧时先和氧气反应生成氧化镁,当氧气完全反应后,镁再和二氧化碳反应生成氧化镁;(4)若氧气有剩余,则镁只和氧气反应生成氧化镁,根据原子守恒计算;采用极限的方法计算;(5)若容器中无气体剩余,残留固体中含有镁,假设气体全部为氧气或二氧化碳,然后采用极限的方法解答;若容器中无气体剩余,残留固体中没有镁剩余,说明二者完全反应。
高考总复习《镁铝铁》【考纲要求】1.了解镁、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质及应用。
2.以铝为例了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。
3.以铁为例了解变价金属的性质。
【知识网络】1、镁及其化合物2、铝及其重要化合物2、铁及其重要化合物【考点梳理】考点一.镁、铝及其化合物1.镁与铝⑴原子结构及物理性质元素符号原子结构原子半径化合价颜色密度(g·cm-3)熔点沸点硬度12Mg 1.60×10-10m +2 银白色 1.74 645℃1090℃很软13Al 1.43×10-10m +3 银白色 2.70 660.4℃2467℃较软要点诠释:①共同点:均为银白色,属于轻金属(<4.5g/cm3),熔点较低,硬度较小。
②不同点:密度:Mg<Al,熔点:Mg<Al,硬度:Mg<Al。
③原因:镁、铝均处于周期表的前半部,原子半径相对较大,而原子质量相对较小,故密度较小;原子半径大使得金属离子和自由电子间的结合力弱,故熔点和硬度较低,镁和铝相比较,原子半径镁比铝大,价电子数比铝少,故密度、熔点、硬度镁都比铝小。
⑵镁铝的化学性质:项目Mg Al与非金属反应O2方程式2Mg+O2点燃2MgO 4Al+3O22Al2O3现象剧烈反应、耀眼白光、放出大量热S Mg+S MgS 2Al+3S Al2S3N23Mg+N2Mg3N2与H2O 方程式Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑现象冷水慢,沸水快一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应与酸反应Mg+2H+=Mg2++H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)与NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑与某些氧化物2Mg+CO2点燃2MgO+C(白加黑)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等工业制备MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑氧化物MgO Al2O3类属 碱性氧化物 两性氧化物 色态白色粉末、熔点高白色粉末、熔点高 化学 性质H 2OMgO+H 2O =Mg(OH)2↓(反应缓慢进行) 不溶解也不反应 盐酸MgO+2H +=Mg 2++H 2OAl 2O 3+6H += 2Al 3++3H 2O NaOH 溶液 不溶解也不反应Al 2O 3+2NaOH =2NaAlO 2+H 2O 重要用途制造耐火、耐高温材料制造耐火、耐高温器材,冶炼铝氢氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3 类属 碱 两性氢氧化物 色态 白色固体 白色固体 溶解性 难溶 难溶电离方程式 Mg(OH)2Mg 2++2OH -H 2O+AlO 2-+H +Al(OH)3Al 3++3OH -与HCl 溶液 Mg(OH)2+2HCl=MgCl 2+2H 2O (可溶于NH 4Cl 等强酸弱碱盐) Al(OH)3+3HCl = AlCl 3+3H 2O 与NaOH 溶液 不反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O 热不稳定性 Mg(OH)2MgO+H 2O2Al(OH)3Al 2O 3+3H 2O实验室制法可溶性镁盐加NaOH 溶液 Mg 2++2OH - = Mg(OH)2↓ 可溶性铝盐加氨水 Al 3++3NH 3·H 2O =Al(OH)3↓+3NH 4+4.镁铝的工业制取流程(1)以海水为原料提取镁:海水(或苦卤、光卤石溶液等)−−→−熟石灰Mg(OH)2盐酸过滤−−→−MgCl 2溶液−→−?MgCl 2·6H 2O加热干燥气流中−−−−−→−HCl MgCl 2)(熔融电解−−→−Mg 。
〖专题十四 镁、铝及其化合物〗之小船创作考纲展示 命题探究考点一 镁、铝单质的性质及应用1 镁(1)物理性质具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。
(2)结构――→-2e -(3)化学性质①与非金属单质反应(O 2、N 2、Cl 2)2Mg +O 2=====点燃2MgO (产生耀眼的白光)3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2Mg +Cl 2=====点燃MgCl 2②与水(反应)Mg +2H 2O=====△Mg(OH)2+H 2↑③与酸反应Mg +2H +===Mg 2++H 2↑④与盐反应Mg +Cu 2+===Mg 2++Cu⑤与CO 2反应2Mg +CO 2=====点燃2MgO +C(4)用途生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
(5)冶炼工业炼镁:MgCl 2=====通电熔融Mg +Cl 2↑ 2 铝(1)铝的物理性质及用途(2)铝的结构和存在 铝位于元素周期表第3周期ⅢA 族,原子结构示意图为。
铝元素在地壳中含量丰富,仅次于硅。
自然界中的铝全部以化合态存在。
(3)化学性质①与非金属单质反应(O 2、Cl 2、S)2Al +3Cl 2=====△2AlCl 32Al +3S=====△Al 2S 3(水溶液不存在)②与酸反应③与碱反应2Al +2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑④与盐反应Al +3Ag +===Al 3++3Ag⑤与氧化物反应(铝热反应)2Al +Fe 2O 3=====高温2Fe +Al 2O 34Al +3MnO 2=====高温3Mn +2Al 2O 3Cr 2O 3+2Al=====高温2Cr +Al 2O 3(4)冶炼工业炼铝:2Al 2O 3=====通电熔融4Al +3O 2↑ 学霸巧学卡 对镁、铝性质的深层理解(1)Mg 在CO 2中能够燃烧,所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。
高考化学平衡试题的解题策略山西省榆社中学张维青化学平衡理论是中学化学的重要理论,也是高考试题中的的热点与难点.在高考试题中,由于化学平衡试题较好地考察了同学们的思维想像能力、逻辑推理能力、以及化学计算能力,从而得到命题者的青睐.如何解答好这部分试题呢?我认为在掌握基础知识的同时,要学会运用三大解题策略。
一. 极限解题策略1.在达到化学平衡时,任一物质的质量或浓度都大于零(即任意物质的量极限为零).2.可逆反应的最大极限为不可逆反应,即反应物的转化率的极限为100%.例1(2010年高考新课程卷26题,14分)物质A~G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。
其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。
单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。
请回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:B 、E 、G ;(2)利用电解可提纯C物质,在该电解反应中阳极物质是,阴极物质是,电解质溶液是;(3)反应②的化学方程式是。
(4)将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中,发生反应①,在一定温度下,反应达到平衡,得到0.12 mol D,则反应的平衡常数K= 。
若温度不变,再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡,则B的平衡浓度(填“增大”、“不变”或“减小”),氧气的转化率(填“升高”、“不变”或“降低”),D的体积分数(填“增大”、“不变”或“减小”)。
解析:(1)“G为砖红色沉淀”是本题的突破口,因此此题可以用逆向推断的方法做。
不难看出,F生成G的反应是醛基的检验,所以,F为CuSO4;从B→D→E,可推断为NO→NO2→HNO3或SO2→SO3 →H2SO4等。
因为B→D的转化需用催化剂,可判定B为SO2,D为SO3,E为H2SO4。
当然,可能有的同学总想弄清A是什么,从题目来看,A应为Cu2S(化学方程式见人教版必修2,89页)。
(2)考察学生对电解精炼铜原理的认识。
高考化学镁及其化合物(大题培优易错难题)附答案解析一、镁及其化合物1.以硼镁泥(主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量A l2O3、FeO和MnO)为原料制备高纯Mg(OH)2的流程如下:己知:①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示:pH值Mg(OH)2Mn(OH)2MnO(OH)2Fe(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3开始沉淀时9.37.17.87.6 3.7 2.3沉淀完全时10.810.89.89.6 4.7 3.7②温度高于340℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O。
(1)“浸取”时,为提高镁的浸取率可行的措施为__________。
a.将硼镁泥制成浆料b.降低浸取温度c.用盐酸多次浸取(2)“浸取”时,MgSi O3与盐酸反应的化学方程式为_________________________。
(3)“除铁、铝”时,需调节溶液pH范围为_________________________。
(4)“除Mn2+”时发生反应的离子方程式为_________________________;过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和__________。
(5)“沉镁”时,反应温度与Mg(OH)2的产率如图所示,当温度超过60℃,随温度再升高,Mg(OH)2产率反而降低,其原因可能是________________。
【答案】ac MgSi O3+2HCl+(n-l)H2O=MgCl2+Si O2·n H2O4.7<pH<7.1Mn2++H2O2+2O H-=MnO(OH)2↓+H2O Mg(OH)2氨水挥发加剧,导致溶液中氨水浓度降低。
【解析】(1)此处主要考查反应速率的影响因素,所以要想加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑,可以采取升温、把硼镁泥粉碎、搅拌等措施,答案选ac。
(2)根据滤渣1可知:MgSiO3与盐酸反应生成SiO2·nH2O,还有产物MgCl2、H2O方程式为MgSiO3+2HCl+(n-l)H2O=MgCl2+SiO2·nH2O(3)加入双氧水后,Fe2+转化为Fe3+,要使Fe3+、Al3+完全沉淀,pH必须大于或等于4.7,Mn2+不沉淀,pH小于或等于7.1,所以答案为4.7<pH<7.1(4)Mn2+在碱性下被H2O2氧化生成MnO(OH)2,H2O2被还原为H2O,离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO(OH)2↓+H2O 。
共8页 第1页 策略12 镁铝方面试题的解题方法与技巧 金点子: 镁,铝是重要轻金属,具有较强还原性。镁,铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途,特别是铝及其化合物的两性,在题目中的计算形式方法性和技巧性均较强,是金属及其化合物知识的重点与难点。代表题型有;天平平衡判断题,镁的强还原性,铝盐与强碱反应产物的讨论,含铝化合物沉淀图像题等。
解题关键是:(1)熟悉镁及其化合物的转化关系。(2)将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。(3)结合图像综合分析。(4)充分利用守恒关系。
经典题: 例题1 :(1996年上海高考)0.1 mol 镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧, 生成固体的质量依次为W1、W2、W3。下列关系式正确的是 ( )
A.W2>W1>W3 B.W1=W2>W3 C.W1=W2=W3 D.W3>W2>W1 方法: 将方程式比较后分析。 捷径:反应式依次为2Mg+O2 2MgO,2Mg+2CO2 2MgO+C,3Mg+N2
Mg3N2,根据计算式可求出答案为A。
总结: W2中还有碳生成,是固体。如果疏忽这一点就误选B。 例题2 :(2000年全国高考)某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm·yH2O],式中m等于 ( ) A.3-n B.6-n C.6+n D.3+n 方法:电荷守恒(化合价代数和为0)。 捷径:根据化合价的代数等于0得,2×3=n+m,所以m=6—n。答案为B。 总结:此题为一易题,如不能运用电荷守恒,也很难获解。 例题3 :(1996年上海高考)将等物质的量的镁和铝相混合, 取等质量该混合物四份, 分别加到足量的下列溶液中, 充分反应后, 放出氢气最多的是 ( ) A.3 mol·L—1 HCl B.4 mol·L—1 HNO3 C.8 mol·L—1 NaOH D.18 mol·L—1 H2SO4 方法:从反应判断。 捷径:在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不能产生H2,加入NaOH溶液只有Al与NaOH溶液反应生成H2,而镁不反应。而加入HCl,镁与铝都与盐酸反应生成H2,所以H2量最多。选A。 总结: 该题中溶液的浓度不是计算的数据,而是判断溶液属于:“浓”或是“稀”。8mol· L—1以上的HCl、H2SO4、HNO3通常认为是浓酸。
例题4 :(1998年全国高考)由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10 g ,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混和物中一定含有的金属是( ) A.锌 B.铁 C.铝 D.镁 方法:等量转换法 (将Al的价态转换成+2价分析)。 捷径:设四种金属的化合价均为+2价,则它们的平均原子量为10÷m=11.2÷22.4 ,所以m=20,其中至少有一种金属的原子量小于20,因为锌、铁、镁原子量均大于20,当铝作为+2价时,原子量可算作27×2/3=18。所以选C。 总结:类似的问题都作这样转换,即先认为化合价为+2价,这样可计算出平均原子量,共8页 第2页
然后调整不是+2价原子的原子量,如铝为18,钠为46等,这样转换后题目就变得很简单了。 例题5 :(1995年全国高考)在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化:
请填写以下空白: (1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜), 受热易分解。上图中的F是 。 (2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式: . (3)图中所得G和D都为固体,混和后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式: . (4)每生成1 mol D,同时生成 mol E。 方法:试探法 ( 从已知的物质着手,试探其它物质 ) 。 捷径:试探分析,A是NaAlO2,反应式Al3++4OH—=AlO2—+2H2O。孔雀石受热分解的反应式CuCO3·Cu(OH)2 2CuO+CO2+H2O,因能与NaAlO2反应,得F是CO2,G是CuO。A、F发生的反应式是:CO2+AlO2—+2H2O = Al(OH)3↓+HCO3—,沉淀是Al(OH)
3,受热分解后生成Al2O3(B)和水。Al和CuO的反应,类似于铝热反应。 第四问可根据2Al2O3 4Al+3O2↑计算得0.75mol。 总结:如果框图中的物质均没有给出,这时便要通过关系或一些现象先寻找突破口,再推断出其它物质。 例题6 :(1999年全国高考)取一根镁条置于坩埚内点燃,得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为0.470 g冷却后加入足量水,将反应产物加热蒸于并灼烧,得到的氧化镁质量为0.486 g。 (1)写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。 (2)计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。 方法:通过守恒法或差量法求解。 捷径:(1)化学方程式为:Mg3N2+6H2O=2NH3↑+3Mg(OH)2 。 (2)解法一:设原混合物中Mg3N2的质量为x,由Mg3N2和水反应生成的MgO的质量为y。 根据Mg原子个数守恒得:Mg3N2→3MgO , y= x 。
以此,(0.470g-x)+ x=0.486g ,x=0.080g , =17% 解法二:根据差量关系可得:
m(Mg3N2) = 0.080g , =17% 。 共8页 第3页
总结:解法一思路清晰,不必再述。解法二是利用Mg3N2 → 3MgO质量差的方法解出。当一题有多种解法时,则尽可能用守恒法求解。
金钥匙: 例题1 :已知MgCl2的熔点较MgO低,则从海水中提取镁的主要流程应为 ( )
A.海水 → Mg(OH)2 → MgCl2 → Mg B.海水 → MgCl2 → Mg C.海水 → Mg(OH)2 → Mg D.海水 → MgCl2 → Mg 方法: 流程分析法。 捷径:选项A中的石灰乳原料来自CaCO3分解产物CaO加水反应的产物,此原料易得且成本低,Mg(OH)2易从混合体系中分离,MgCl2的熔点较MgO低,所以选项A最合理。答案为A。 总结:该题易误选C。因NaOH成本高,Mg(OH)2高温分解成MgO,且MgO熔点高,不能选C。B、D不能将MgCl2从海水中分离出来。 例题2 :铝粉投入某无色澄清溶液中产生H2,则下列离子组合中,正确的是 ( ) A.H+、Mg2+、Al3+、NO3— B.Na+、Al3+、Cl—、Ba2+ C.OH—、Al3+、Cl—、NO3— D.OH—、Ba2+、Cl—、NO3— 方法: 依据题设条件,逐项分析。 捷径:该溶液中加入铝粉产生H2 ,说明该溶液可能含有大量的H+或OH—。选项A中由于NO3—的存在,可能放出的气体主要为氮的化合物;选项B中既无H+又无OH—;选项C中OH—和Al3+不可能大量共存。只有选项D符合。 总结:本题解答错误主要有以下两点:一是忽略碱性环境中Al也能放出H2,二是题意把握不准,本题意指可能共存,也就是酸性、碱性环境任一情况均可以。其解答的关键在于明确与Al反应放出H2的溶液有可能是强酸性环境,也有可能是强碱环境。
例题3 :由Na,Mg,Al,Fe中两种元素组成的合金13g,与足量稀H2SO4反应,收集到H2 0.5g,则该合金中一定含有的金属是( ) A.Na B.Mg C.Al D.Fe 方法:此类习题若均为二价金属,如Mg,Fe,Zn或Cu,可考虑用平均组成法解题为佳。但此处Na为一价金属,Al为三价金属,直接用平均值法则不很恰当。解答该题也可通过设一法,即将四种金属转换成一价量,与稀硫酸反应,各金属的一价量分别为:Na——23、Mg——12、Al——9、Fe——28。 捷径:合金与足量稀H2SO4反应生成H2 0.5g(即0.25mol),而1mol一价金属与盐酸反应生成的H2 0.5mol,故此合金相当于一价金属0.5mol。现金属质量为13g,得一价量为26,以此要求合金中两种金属的一价量,一种大于26,一种小于26。而Na、Mg、Al三种金属的一价量均小于26,一价量大于26的只有Fe,故该合金中一定含有的金属是Fe。答案为D。 总结:判断合金中含有某种金属的方法较多,但以一价量法方便快速。 例题4 :称取由Al(OH)3、NaHCO3、CaCO3三者混合而成的固体混合物5 g ,溶于0.2
石灰乳 HCl 电解
HCl
Cl2 电解
NaOH 电解 电解 共8页 第4页
L 1 mol/ L 的盐酸中,完全溶解后,放出CO2 0.784L(标准状况),把CO2完全驱出溶液后,再加入1.2 mol /L 氨水0.15L,待完全沉淀后,过滤并洗涤沉淀,洗液和滤液混合,用0.75 mol/L 盐酸滴定,消耗了40ml才将剩余碱中和,求原固体混合物各物质的质量百分含量。 方法:整个过程有下列反应: Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O ,NaHCO3 + HCl = NaCl+ H2O + CO2↑ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +H2O + CO2↑,3NH3•H2O + AlCl3 = Al(OH)3↓+ 3NH4Cl NH3•H2O + HCl = NH4Cl + H2O 此题既可根据整体关系,又可利用原子守恒求解。 捷径:思路一:分析上述反应,确定整体关系如下: 总耗HCl物质的量= Al(OH)3消耗HCl量 + NaHCO3消耗HCl量 + CaCO3消耗HCl量 + 剩余NH3•H2O消耗HCl量。 设Al(OH)3为x mol,NaHCO3为y mol,CaCO3为z mol具体找出: ① Al(OH)3 ∽ 3HCl ∽ AlCl3 ∽ 3 NH3•H2O X mol 3x 3x mol CaCO3 ∽ 2HCl ∽ CO2 , NaHCO3 ∽ HCl ∽ CO2
Z mol 2z mol z mol y mol y mol y mol
列方程 78x + 84y + 100z = 5 ┉┉┉① z + y = 0.784 / 22.4 ┉┉┉② 0.2×1+0.75×40×10—3= 3x+2z+y+(0.15×1.2—3x) ┉┉┉③ 解之得 x = 0.023,y = 0.02,z = 0.015。 再根据摩尔质量求得各物质的质量分数为Al(OH)3 36.4% ,NaHCO3 33.6% ,CaCO3 30% 。 思路二:分析上述反应可知最后溶液中为NH4Cl和CaCl2及NaCl 。 其中NH4+共1.2 × 0.15 mol,Cl—共(0.2+0.75×0.04)mol 若所设x、y、z同思路一中,根据溶液电中性原则,结合原子守恒可列出如下关系: 1.2 × 0.15 + y + 2z = 0.2 + 0.75 ×0.04 ↑ ↑ ↑ (NH4+结合Cl—量) (Na+结合Cl—量) (Ca2+结合Cl—量) y + z = 0.784 /22.4 ↑ ↑ ↑ (NaHCO3中C的量) (CaCO3中C的量) (CO2中C的量) 再与思路一中方程①联立求解即可。 总结:思路有简有繁,解题时若能抓住物质的来龙去脉,全面分析各个数据和物质,充分利用整体思维和守恒,便可准确获得答案。 例题5 :工业上制取铝的流程如下: