【題目】興趣小組的同學(xué)對鋁的相關(guān)知識進(jìn)行探究。
(知識回顧)
(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在自然界主要以化合態(tài)的形式存在于氧化鋁中。下列說法不正確的是 _____。
A 鋁原子的中子數(shù)為13
B 鋁離子核外有三個(gè)電子層
C 化合物中鋁元素通常顯+3價(jià)
D 鋁可作導(dǎo)線是由于它具有良好的導(dǎo)電性
(鋁的冶煉)
工業(yè)上常用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁,工藝流程如圖。氧化鋁是兩性氧化物,與酸、堿都能發(fā)生反應(yīng),Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。請回答以下問題:
(2)試劑X是_________選填氫氧化鈉溶液或鹽酸)。
(3)反應(yīng)①后過濾所得的沉淀是___________。
(4)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式___________________。
(定性研究)
(提出問題)如圖所示裝置中鋁和稀鹽酸反應(yīng)可以制取氫氣,那么鋁能否與水反應(yīng)生成氫氣呢?
(查閱資料)
物質(zhì) | 鈉與水 | 鋁與水 | 汞與水 |
能否發(fā)生反應(yīng) | 能反應(yīng) | 能反應(yīng) | 不反應(yīng) |
(交流與討論)
(5)鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,起到保護(hù)膜的作用。如生活中可用鋁壺?zé)。鋁與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。
(6)除去鋁表面氧化鋁薄膜的方法有(舉一例)_______。除上述方法外,還可以將鋁片浸入氯化汞( HgCl2)溶液中,形成鋁汞齊(鋁汞合金)破壞鋁表面致密的氧化膜且防止其重新生成。
(實(shí)驗(yàn)探究)
(7)將鋁片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分鐘左右,取出,立即用流水沖洗干凈后加入到蒸餾水中(如圖),其表面生成大量氣泡、周圍出現(xiàn)白色沉淀。若關(guān)閉導(dǎo)管上的活塞K,反應(yīng)停止,其原理是_____________。
(8)在導(dǎo)管口a處涂肥皂水,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口有氣泡形成,當(dāng)氣泡離開導(dǎo)管后,氣泡______(填“下沉”或“上升”),用燃著的木條點(diǎn)燃?xì)馀荩l(fā)出爆鳴聲。
(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)
(9)鋁能與水反應(yīng)生成氫氣。寫出鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣的化學(xué)方程式____________。
(定量研究)興趣小組取8g鋁鎂合金樣品,將30g氫氧化鈉溶液平均分成三份依次加入樣品中(鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng),鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑),充分反應(yīng)后,過濾出固體,將其洗滌、干燥、稱量,得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
所加氫氧化鈉溶液的次數(shù) | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
剩余固體的質(zhì)量/g | 5.3 | 2.6 | 2.0 |
(10)該合金中,鎂與鋁的質(zhì)量比為 _____。
(11)所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(寫出計(jì)算過程)____
【答案】AB 氫氧化鈉溶液 Fe2O3 NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 4Al+3O2=2Al2O3 用砂紙打磨 關(guān)閉活塞K,容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,把液體壓回?zé),固體與液體分離,反應(yīng)停止 上升 4Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ 1:3 40%
【解析】
(1) A、根據(jù)圖1可知,鋁原子的質(zhì)子數(shù)為13,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)圖2可知,鋁原子核外有三個(gè)電子層,故B錯(cuò)誤;
C 鋁原子的最外層電子數(shù)為3,在化學(xué)變化中容易失去3個(gè)電子,在化合物中鋁元素通常顯+3價(jià),正確;
D 鋁可作導(dǎo)線是由于它具有良好的導(dǎo)電性,正確;
[鋁的冶煉]
(2)氧化鋁是兩性氧化物,與酸、堿都能發(fā)生反應(yīng),雜質(zhì)氧化鐵能與酸反應(yīng),不能與堿反應(yīng),試劑X選用氫氧化鈉溶液;
(3)氧化鋁是兩性氧化物,與酸、堿都能發(fā)生反應(yīng),雜質(zhì)氧化鐵能與酸反應(yīng),不能與堿反應(yīng),反應(yīng)①后過濾所得的沉淀是Fe2O3;
(4)反應(yīng)②的化學(xué)方程式NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;
[交流與討論]
(5)鋁與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Al+3O2=2Al2O3;
(6)除去鋁表面氧化鋁薄膜的方法有用砂紙打磨;
[實(shí)驗(yàn)探究]
(7)將鋁片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分鐘左右,取出,立即用流水沖洗干凈后加入到蒸餾水中(如圖5),其表面生成大量氣泡、周圍出現(xiàn)白色沉淀。若關(guān)閉導(dǎo)管上的活塞K,反應(yīng)停止,其原理是:關(guān)閉活塞K,容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,把液體壓回?zé),固體與液體分離,反應(yīng)停止;
(8)導(dǎo)管口a生成的是氫氣,氫氣密度比空氣小,a處涂肥皂水,當(dāng)氣泡離開導(dǎo)管后,氣泡上升;
[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]
(9)鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣的化學(xué)方程式為:4Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑;
[定量研究]
(10)剩余固體的質(zhì)量2g為金屬鎂,金屬鋁的質(zhì)量為8g-2g=6g,故該合金中,鎂與鋁的質(zhì)量比為2:6=1:3;
(11)解:設(shè)10g氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
x=4g
所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)說法正確的是
A. 氧氣、二氧化碳和過氧化氫三種物質(zhì)中都含有氧分子
B. 表示的粒子都是陰離子
C. 打開盛有濃鹽酸和濃硫酸的試劑瓶瓶塞,在瓶口都有白霧
D. 硝酸鉀、氯化鈉和硫酸銨三種物質(zhì)在pH=10的溶液中能大量共存
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)寫出下列化學(xué)符號:
①3個(gè)氯離子______②標(biāo)出五氧化二磷中磷元素的化合價(jià)_____③硫酸溶液中的溶質(zhì)_______
(2)將空格里要畫出的微觀示意圖填在橫線上:
____________________________、_____________________________________
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成了一種鐵的氧化物和一種氣體單質(zhì),實(shí)驗(yàn)裝罝如下圖所示。
(1)試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是__________。
(2)用燃著的木條靠近肥皂泡,有爆鳴聲,稍后有肥皂泡飄到上方空氣中。說明生成的氣體是__________。
(3)探宄試管中剩余固體的成分。
(査閱資料)
①幾種常見鐵的氧化物的顏色、狀態(tài)及能否被磁鐵吸引如下表所示。
常見鐵的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe304 |
顏色、狀態(tài) | 黑色粉末 | 紅棕色粉末 | 黑色品體 |
能否被磁鐵吸引 | 否 | 否 | 能 |
②四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng):
Fe304+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
(初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)
試管中剩余間體為黑色,能全部被磁鐵吸引,則剩余固體一定不含氧化物__________、__________。
(猜想與假設(shè))
猜想一:剩余固體是Fe304;
猜想二:剩余固體是__________。
(繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
取少量黑色固體于試管中,滴加足量的稀硫酸。 | _____________。 | 猜想一不成立, 猜想二成立。 |
(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以菱鋅礦(主要成分是ZnCO3,雜質(zhì)為Fe2O3、FeO、CuO)為原料制備七水硫酸鋅(ZnSO47H2O),同時(shí)得到鐵紅副產(chǎn)品,其工藝流程如圖,回答下列問題:
(1)“堆浸”前將菱鋅礦粉粹成細(xì)顆粒,其目的是_____________________;
(2)若實(shí)驗(yàn)室用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸配制200g25%的硫酸,需要98%的硫酸質(zhì)量為_____g(列出算式即可),需要用到的玻璃儀器有膠頭滴管、玻璃棒、燒杯和________,此處玻璃棒的作用是____;
(3)物質(zhì)X是___________,除銅時(shí)發(fā)生的反應(yīng)屬于________________反應(yīng)(填基本反應(yīng)類型);
(4)“氧化”中加入H2O2的目的是在硫酸的作用下將溶液中的FeSO4轉(zhuǎn)化成Fe2(SO4)3,反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________。
(5)流程中獲得七水硫酸鋅前省略的操作是______________、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和低溫烘干;
(6)除鐵過程中,反應(yīng)溫度、溶液pH對除鐵效果均有影響,為探究除鐵的最佳效果,某同學(xué)做了以下的實(shí)驗(yàn)并記錄了相關(guān)數(shù)據(jù),請回答問題:
編號 | 反應(yīng)溫度/℃ | 溶液pH | 除鐵率/% |
a | 30 | 2 | 91.5 |
b | 30 | 2.5 | 93.3 |
c | 40 | 2.5 | 95.1 |
d | 40 | 3.1 | Y |
e | 50 | 3.1 | 99.5 |
①實(shí)驗(yàn)____和實(shí)驗(yàn)_____對比,得到的結(jié)論為其他條件不變時(shí),反應(yīng)溫度增大,除鐵率提高;
②實(shí)驗(yàn)a和實(shí)驗(yàn)b對比,得到結(jié)論是____________;
③表中Y的值可能為_____________(填編號)
A 93.4 B 94.1 C 97.8 D 99.6
④最佳的除鐵條件為反應(yīng)溫度______℃,溶液pH_________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】汶川地震時(shí),為支援災(zāi)區(qū)防疫,要緊急生產(chǎn)過氧乙酸消毒液,過氧乙酸的化學(xué)式為C2H4O3。請回答:
(1)過氧乙酸中碳,氫,氧三種元素的原子個(gè)數(shù)比_______
(2)過氧乙酸中C、H、O元素的質(zhì)量比為_______
(3)過氧乙酸中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____________(保留到0.1%)
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有下列儀器或裝置,請回答下列問題:
①儀器a的名稱是______:用______填儀器名稱取廢鐵屑放入試管,可以用圖A~E儀器組裝成制取氣體的發(fā)生裝置:用廢鐵屑與稀鹽酸反應(yīng)制取H2,應(yīng)選______填字母,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
②選擇氣體收集方法時(shí),必須考慮的氣體性質(zhì)有______填序號。
A 顏色 B 密度 C 溶解性 D 可燃性
③向“人”字型管G裝置端分別裝入一種固體和一種液體物質(zhì),按圖示連接好裝置,再傾斜裝置,使乙中液體流入甲中。填寫下表。
操作及現(xiàn)象 | 所裝固體物質(zhì)和液體物質(zhì) | 兩端物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式 |
將帶火星木條放在試管口,木條復(fù)燃 | ______ | ______ |
將燃著木條放在試管口,木條熄滅 | ______ | ______ |
④若要檢驗(yàn)F裝置中產(chǎn)生的氣體中是否含有水蒸氣,干燥管中應(yīng)該裝入的物質(zhì)是______。
⑤若用如圖裝置且正放在桌上進(jìn)行“排空氣法”收集制取的H2,請把圖中的“導(dǎo)氣管”補(bǔ)畫完整_____。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】等質(zhì)量的鐵粉與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測定在相同時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生氣體體積V的數(shù)據(jù),根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1。
組別 | 鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 溫度/℃ |
① | 7 | 30 |
② | 10 | 50 |
③ | 7 | 20 |
④ | 10 | 30 |
(1)請寫出鐵粉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________。
(2)通過實(shí)驗(yàn)①③對比,得出的結(jié)論是________;要比較鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)組別是________。
(3)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氣體“逐漸變快又變慢”的原因是________。
(進(jìn)一步探究)圖甲、圖乙為利用數(shù)字化儀器測得的室溫下足量的三種金屬片分別與20 mL 10%的稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量(產(chǎn)生氫氣的量由氣體壓強(qiáng)表示,在等溫條件下,產(chǎn)生氫氣的體積與裝置內(nèi)壓強(qiáng)成正比)。
①實(shí)驗(yàn)中你認(rèn)為還要控制的變量是________。
②根據(jù)圖乙,你得出的反應(yīng)物的量與生成的氣體體積的關(guān)系是________。
(拓展提高)圖2為測得的室溫下足量的鎂片與20 mL 10%的稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量與時(shí)間的關(guān)系曲線,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)測得的實(shí)際值比通過計(jì)算得到的理論值偏大,請分析可能的原因(至少答兩點(diǎn)):
①________;②________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。
(1)常溫下大多數(shù)金屬都是固體,但體溫計(jì)中的金屬卻是液體,該金屬是_____。
(2)鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),其表面生成一層致密的氧化物薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步氧化,這種氧化物的化學(xué)式為_____。
(3)向含有氯化銅、氯化鋅、稀鹽酸的混合溶液中加入過量鐵粉,充分反應(yīng)后過濾,濾液中含有的溶質(zhì)是_____(寫化學(xué)式)。
(4)鐵礦石有多種、如赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)和磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)等。寫出赤鐵礦中的主要成分與一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。
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