金属练习题
1. “卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe3、Fe2、Mn2等杂质离子),若以它为原料,按如下的工艺流程图(流程中所用的试剂或PH值控制可参考题中的附表确定),即可制得“轻质氧化镁”。
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轻质氧化镁生产工艺流程图
表1 生 成 氢 氧 化 物 沉 淀 的 pH 值 物 质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 +开始沉淀 2.7 7.6 6.3 9.6 沉淀完全 3.7 9.6[] 注9.8 11.1 +
[注]:Fe2的氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化成Fe3,再生成Fe(OH)3沉淀而去除之。 表2 化 学 试 剂 价 格 表 试 剂 漂液(含NaClO25.2%) H2O2(30%) NaOH(固体,98%) Na2CO3(固体,99.5%) 卤块(MgCl2,30%) 价格(元/吨) 450 2400 2100 600 310 如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低。请填写以下的空白:
(1)在步骤②加入的试剂x,最佳选择应是 ,其作用是 ; (2)在步骤③加入的试剂y应是 ;之所以要控制pH=9.8,其目的是 ;
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是 。 2.某厂得知市场紧缺无水MgCl2,而工厂仓库内存有大量的MgO、NH4Cl、MnO2、盐酸和炭。于是技术科设计了两种制造工艺,进行试产后,投入生产,使工厂扭亏为盈。试问:
(1)技术科设计的制备工艺是哪两种?(用反应方程式标明流程。但请注意,用MgO加盐酸,生成MgCl2溶液,蒸发析出晶体为MgCl2·3H2O,加热脱结晶水时会发生水解现象。)
(2)评估此两种工艺的经济效益
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3.质量为1.52g的含两种固态单质的混合物与过量的盐酸反应,放出一种体积为0.896L的气体;反应后还有0.56g残余物不溶于剩余的酸。
在另一实验中,1.52g同样的混合物与过量的10%的NaOH溶液反应,这时有0.896L的气体放出,但有0.96g不溶的残余物。
在第三个实验中,1.52g起始混合物隔绝空气加热到高温,这时生成一种化合物,该化合物在盐酸中全部溶解并释放出0.448L的一种易自燃的未知气体。将所得的气体通人1L充满氧气的密闭容器中,该未知气体与氧气反应后,容器中的压力减小到1/10。
请写出上述各反应方程式,并用计算证明其正确性(气体可认为处于标准状态,相对原子质量可只取整数)。
4. 将一个洗净的鸡蛋完整地放入玻璃杯中。
(1)若因杯口较窄,拿着鸡蛋的手无法伸进杯中将鸡蛋放入杯底,则放入鸡蛋的正确方法是 。
(2)再向杯中倒入质量分数为0.2的盐酸,使液面高于鸡蛋约1厘米,鸡蛋静止后的状态可能是 (大or小)头朝上,原因是 。
(3)半分钟后观察,鸡蛋表面聚集了很多小气泡,并不断增多、变大,写出发生反应的化学方程式为 。
(4)大约5分钟后,可观察到鸡蛋自动上浮,浮出水面后部分气泡消失,鸡蛋随即下沉,如此不断反复。请解释鸡蛋为什么上浮。
5.(1)已知BeCl2加热易升华,高温下的液态BeCl2不导电,则BeCl2属________化合物,在BeCl2中Be原子最外层电子数为 ,BeCl2的水溶液导电能力较强,其电离方程式为 。
(2)将BeCl2溶于浓盐酸中,发生化学反应,生成物中Be原子达到了8电子稳定结构,这个反应的化学方程式为 ,阴离子的空间构型为 ,键角 。
(3)已知BeCl2溶液中加入NaOH首先出现白色絮状沉淀,继续加入NaOH,则沉淀又溶解为Na2BeO2。但实验证明Na2BeO2并不存在,而是以另一种8电子稳定结构的物质出现,则Be(OH)2溶于NaOH的化学反应方程式为 ,生成物中阴离子的结构式为 。
规定++
6.我国饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的Ca2和Mg2都看作Ca2+,并将其质量折换成CaO的质量。通常把1L水中含有10mg CaO称为1度。水中的
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Ca2+和Mg2+可用一定浓度的Y溶液进行滴定,Y跟Ca2、Mg2+都以等物质的量完全反应。
(1)取某地区的地下水样品25.0mL,用0.01mol/L Y溶液滴定,完全反应时消耗Y溶液15.0ml。试计算该地下水的硬度,并判断是否符合饮用标准。
(2)如果每次分析时取的水样都是25.0mL,为了便于计算,要求每消耗0.50mL Y溶液即相当于水的硬度1度。则Y溶液的物质的量浓度?
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7.有四种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③、④。甲、乙、丙、丁四同学各取一种样品,进行下列实验,求合金中镁的质量分数。
(Ⅰ)甲取样品①m1g和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再往滤液中通入过量的二氧化碳气体,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m1g。则合金中镁的质量分数为_______________________。
(Ⅱ)乙取样品②m2g和足量的盐酸反应,然后滴加过量的氢氧化钠溶液,将沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,得到固体质量仍为m2g。则合金中镁的质量分数为__________。
(Ⅲ)丙取样品③m3g和足量的稀硫酸反应,发现固体完全溶解,标准状况下得到气体体积为VL,则m3的取值范围是___________________。
(Ⅳ)丁取不同质量的样品④分别和30mL同浓度的盐酸反应,所取合金质量与产生气体体积(标准状况下测定)如下表所示:
实验序号 合金质量(mg) 气体体积(mL) a 510 560 b 765 672 c 918 672 求:
(1)则盐酸的物质的量浓度; (2)合金中镁的质量分数;
(3)在c组实验后,还需向容器中加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝恰好完全溶解?
8.三氯化铝是有机合成的重要催化剂,也是制备其他铝化物的原料之一,其反应活性又与它的状态及所用的反应溶剂有关,请问:
(1)写出工业上制取三氯化铝的一种方法。
(2)在下列形态中无水氯化铝以什么微粒形态存在:①晶态;②高于升华温度气态;③在苯中;④在乙醚中。
(3)无水三氯化铝遇水发生激烈反应,并使溶液出发生了变化,为什么?
(4)无水三氯化铝接触潮气会生成雾,雾的成分是什么?
9.电解NaCl-KCl-AlCl3熔体制铝比电解Al2O3-Na3AlF6制铝节省电能约30%。为什么现仍用后一种方法制铝?
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10.向100mL BaCl2、AlCl3和FeC13的混合溶液A中逐滴加入Na2SO4和NaOH的混合溶液B,产生沉淀的物质的量n和加入溶液B的体积关系如图所示。
(1)当加入110mL B溶液时,溶液中的沉淀是_________(填化学式)。
(2)溶液B中Na2SO4与NaOH的物质的量浓度之比是_________。当B溶液加到90mL~100mL这10mL一段时间中,所发生的离子反应方程式是________________。
(3)将A、B溶液中各溶质的物质的量浓度(c)填入下表中。 溶 质 c(mol/L) Na2SO4 NaOH -BaC12 -A1C13 FeC13 11.拉曼光谱证实,溶液中不存在AlO2,实际存在Al(OH)4,0.2mo/L的Na[Al(OH)4]+-
的溶液200mL与0.2mol/L的H2SO4溶液250mL混合,完全反应后,溶液中Al3与SO42的物质的量之比可能为
A 4︰5 B 2︰3 C 1︰2 D 2︰5 12.0.1mol/LKHCO3溶液的pH=8,同浓度的NaAlO2溶液pH=11,将两种溶液等体积混和,可能发生的现象是 ,主要原因是 。
13.将等物质的量的(NH4)2SO4和Al2(SO4)3加入蒸馏水中,析出晶体,再把晶体加入碳按溶液中反应,生成一种碱式碳酸复盐沉淀、一种气体和一种盐,则此反应式为: 将上述碱式碳酸复盐过滤洗净,于230℃分解,再经1200℃灼烧,即可得到100nm~200nm的活性Al2O3微粉;将此粉于1600℃烧结,可得到密度为3.89g/cm3的透明氧化铝陶瓷,作高压钠灯的灯管用。写出分解和灼烧的总反应式:
14.泡沫灭火机内含浓NaHCO3液(置于铁桶内)和浓Al2(SO4)3液(置于玻璃瓶内)。使用时把灭火机倒置即有泡沫状物喷出,灭火。
(1)写出倒置灭火机时反应的化学方程式;
(2)灭火机内NaHCO3液体积和Al2(SO4)3液体积之比约5︰1,请估计两种溶液浓度(mol/L)之比约是多少?是Al2(SO4)3液还是NaHCO3液稍过量更好些?
(3)因Na2CO3的价格便宜,有人建议用等浓度(mol/L)、等体积Na2CO3代替NaHCO3,请评价此建议。
(4)有人建议:把浓Al2(SO4)3液置于铁桶内(溶液体积扩大了5倍),而把所需固体NaHCO3置于玻璃瓶中。请评价此建议。
15.一未知无机物A发生如下反应:A为黄白色固体,加热升华,相对分子质量为266,A和水强烈反应,生成溶液B。在B中加入NH4Cl和NH3·H2O,得白色胶状沉淀,在B中加稀HNO3–AgNO3溶液得到白色凝胶C,再加入稀NH3·H2O,白色沉淀C溶解,加入
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