钠镁铝铜.docx
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钠镁铝铜
钠、镁、铝性质
1.钠、镁、铝、铁、铜思维导图
(1)金属钠及其化合物:
(2)金属镁及其化合物:
(3)金属铝及其化合物:
(4)金属铁及其化合物
(5)金属铜及化合物
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
2.“铝三角”的图像分析及计算
(1)【图像分析】
AlCl3溶液中滴加NaOH溶液NaOH溶液中滴加AlCl3溶液AlCl3溶液中滴加氨水
NaAlO2溶液中滴加盐酸盐酸中滴加NaAlO2溶液向NaAlO2溶液中通CO2气体
(2)【典型例题】
向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2mol/LNaOH溶液时,得到的Al(OH)3沉淀质量与所加NaOH溶液体积(mL)的关系如图所示,试回答下列问题:
(1)图中A点表示的意义是
(2)图中B点表示的意义是
(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为:
(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g,则此时用去NaOH溶液的体积为。
【变式训练1】Al2(SO4)3和MgSO4混和,
加适量水溶解,再加入KOH溶液,析出
的沉淀量(W)与KOH溶液体积(V)的关系如图,则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量之比是
A.2:
1B.1:
2
C.1:
1D.1:
3
【变式训练2】
将一定质量的镁铝合金全部溶解在200mL盐酸中(体积变化不计),取10mL反应后的溶液,用1mol/LNaOH溶液滴定得下图关系
(1)求Mg、Al的质量各是多少?
(2)求盐酸的物质的量浓度为多少?
【延伸·拓展】
实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。
现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中逐滴加入4mol/LNaOH溶液,所加的NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。
图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为:
在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为_________________________。
上述现象说明溶液中______离子结合OH-的能力最弱。
B与A的差值为____________mol。
B对应的沉淀量为__________mol,C对应的溶液体积为____________mL。
【巩固练习】
1.在10mL含有AlO2-离子的溶液中逐滴加入
1mol/L的盐酸,所得Al(OH)3沉淀质量和所加盐
酸的体积关系如图所示。
问:
(1)此溶液中同时含有____mol____离子;
(2)线段AM表示的意义是,
MN表示的意义是;
(3)点M表示的意义是,
点N表示的意义是;
(4)C(或M)点的纵坐标为0.78,则c(AlO2-)=;
(5)点B的横坐标为30,则到点N处滴入的HCl溶液体积为mL
2.现有AlCl3和FeCl3的混合溶液,其中Al3+和Fe3+的物质的量之和为0.10mol,在此溶液中加入90mL4.0mol/L的NaOH溶液,使其充分反应,设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x。
(1)根据反应的化学方程式计算x=0.4时,溶液中产生的沉淀是什么?
物质的量是多少?
(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3的x的取值范围,请在下图中画出沉淀总量(mol)
随x(0→1.0)变化的曲线。
(3)若Al3+和Fe3+的物质的量之和为Amol(A为合理值),其它条件不变时,求沉淀中同时有Fe(OH)3、Al(OH)3的x的取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示)。
3.铁及其化合物试题
一、选择题
1.下列关于铁的说法正确的是( )
A.纯铁为灰黑色,所以铁属于黑色金属
B.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
C.纯铁的抗腐蚀能力非常强,铁在干燥的空气里不易被氧化
D.铁的化学性质比较活泼,它能和水蒸气反应生成H2和Fe(OH)3
2.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣,上述沉淀和残渣分别是( )
A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3D.Fe(OH)2 Fe3O4
3.向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入KSCN溶液,不一定显红色的是
A.氧化铁B.铜铁合金C.Fe(OH)3D.FeCl2
4.某学生设计了如图所示的方法,鉴定盐A的组成成分,由此分析,下列结论中正确的是( )
A.A中一定有Fe3+B.C中一定有Fe3+
C.B为AgI沉淀D.A一定为FeBr2溶液
5.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )
A.④B.③C.③④D.①②③④⑤
6.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24LNO(标准状况),往所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。
若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,所得到的铁的物质的量为( )
A.0.21molB.0.25molC.0.3molD.0.35mol
7.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+
B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,可能含Cu2+和Fe3+
C.若滤出的固体只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+
D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+,一定不含Cu2+和Fe3+
8.在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中,通入足量的SO2后有白色沉淀生成,过滤后,向溶液中滴加KSCN溶液,无明显现象,下列叙述不正确的是( )
A.白色沉淀是BaSO4和BaSO3B.溶液的酸性增强
C.白色沉淀是BaSO4D.FeCl3全部被还原为FeCl2
9.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色
红砖中含有Fe2O3
选项
操作和现象
结论或目的
B
CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2+
10.(2016·福建三明一中联考)酸性溶液中,Fe2+会被空气缓慢氧化为Fe3+。
不同条件下,一定浓度的Fe2+的氧化率随时间变化关系如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.该氧化过程的离子方程式为:
Fe2++O2+4H+===Fe3++2H2O
B.pH=1.5时Fe2+的氧化率一定比pH=2.5的大
C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D.其他条件相同,80℃时Fe2+的氧化率比50℃的大
二、非选择题
11.几种常见物质的转化关系如下:
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体G。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
①G中分散质粒子的直径范围为1~100nm
②用光束照射可鉴别G液体和D溶液
③向G液体中加入BaCl2溶液无沉淀产生
④将G液体通电时阴极附近颜色加深
⑤向G液体中加NaHCO3会有气泡产生
(2)写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(3)将SO2通入D溶液中,溶液颜色呈浅绿色,其离子方程式为_________________。
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象:
_______________________
________________________________________________________________________。
(5)向C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式:
___________________________________________________________________。
12.根据下列转化关系,回答有关问题。
(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________,试剂1是________。
(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)。
a.Cl2 b.新制氯水 c.浓硫酸 d.S e.硝酸
(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是。
(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现淡黄色褪去,现对褪色原因进行探究。
提出你的假设:
____________;为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是。
13.工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:
硫铁矿
试回答下列问题:
(1)滤液X中含有的金属阳离子是________(填离子符号)。
(2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。
A.稀硝酸B.氨水C.氢氧化钠溶液D.高锰酸钾溶液
(3)步骤Ⅳ中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,检验Fe2+的方法是_____。
(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是______________________。
(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________。
14.现有某种催化剂为铁的氧化物。
化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:
将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色,一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3价的结论。
(1)请指出该结论是否合理并说明理由:
______________________________________。
(2)请完成对铁元素价态的探究。
限选实验仪器与试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹;3mol·L-1硫酸、3%H2O2、6mol·L-1硝酸、0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1mol·L-1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。
①提出合理假设:
假设1:
催化剂中铁元素的价态为+3价;
假设2:
催化剂中铁元素的价态为+2价;
假设3:
___________________________________________________。
②设计实验方案证明你的假设(此题不作答)。
③实验过程:
根据②的实验方案,进行实验。
按如表所示格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作步骤
预期现象与结论
步骤1:
步骤2:
步骤3:
…
…
4.其它试题
题组一过氧化钠的强氧化性
1.比较下列四组反应,回答下列问题。
一组:
①Na2O2+CO2 ②Na2O2+SO2
二组:
③Na2O2+FeCl3(溶液)④Na2O2+FeCl2(溶液)
三组:
⑤SO2通入品红溶液中,加热 ⑥Na2O2加入到品红溶液中,加热
四组:
⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊试液中 ⑧Na2O2固体加入到紫色石蕊试液中
问题:
(1)写出①、②两反应的化学方程式。
(2)判断③、④反应中可能发生的现象,为什么?
(3)判断⑤、⑥反应中可能发生的现象,为什么?
(4)判断⑦、⑧反应中可能发生的现象?
题组二 有关Na2O2的定量计算
1.往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
2.在密闭容器中充入CO2和CO的混合气体,其密度是相同条件下氦气密度的8倍,这时测得容器内的压强为P1,若控制容器的体积不变,加入足量的Na2O2,充分振荡并不断用电火花燃至反应完全,恢复到开始时的温度,再次测得容器内的压强为P2,则P1和P2之间的关系是()
A.P1=P2 B. P1=2P2 C.P1=4P2 D.P1=8P2
3.取ag某物质在O2中完全燃烧,将生成物与足量Na2O2固体完全反应,反应后,固体质量恰好也增加了ag,下列物质不能满足上述结果的是
A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11
4.1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是
A.Na2CO3B.Na2O2Na2CO3
C.NaOHNa2CO3D.Na2O2NaOHNa2CO3
5.(2011·上海,20改编)过氧化钠可作为氧气的来源。
常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
①
1mol
NA
②
22.4L
1mol
③
106g
1mol
④
106g
2NA
A.①③B.②④C.①④D.②③
6.(2012·海南,8改编)两种盐的固体混合物:
①加热时有气体产生,②加水溶解时有沉淀生成,且沉淀溶于稀盐酸。
满足上述条件的混合物是( )
①BaCl2和(NH4)2SO3②AgNO3和NH4Cl
③FeCl3和NaHCO3④KCl和Na2CO3
A.①④B.②③C.①③D.②④
7.(2011·上海,17)120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸,不管将前者滴加入后者,还是将后者滴加入前者,都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则盐酸的浓度合理的是
A.2.0mol·L-1B.1.5mol·L-1C.0.18mol·L-1D.0.24mol·L-1
8.(2012·上海,十一)钠是活泼的碱金属元素,钠及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
完成下列计算:
(1)叠氮化钠(NaN3)受撞击完全分解产生钠和氮气,故可应用于汽车安全气囊。
若产生40.32L(标准状况下)氮气,至少需要叠氮化钠________g。
(2)钠钾合金可在核反应堆中用作热交换液。
5.05g钠钾合金溶于200mL水生成
0.075mol氢气。
①计算溶液中氢氧根离子的物质的量浓度(忽略溶液体积变化)。
②计算并确定该钠钾合金的化学式。
(3)氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含铝酸钠的溶液。
向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应:
2NaAl(OH)4+CO2―→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
已知通入二氧化碳336L(标准状况下),生成24molAl(OH)3和15molNa2CO3,若通入溶液的二氧化碳为112L(标准状况下),计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。
(4)常温下,称取不同氢氧化钠样品溶于水,加盐酸中和至pH=7,然后将溶液蒸干得氯化钠晶体,蒸干过程中产品无损失。
氢氧化钠质量(g)
氯化钠质量(g)
①
2.40
3.51
②
2.32
2.34
③
3.48
3.51
上述实验①②③所用氢氧化钠均不含杂质,且实验数据可靠。
通过计算,分析和比较上表3组数据,给出结论。
9.已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U形管的质量,为bg
④从分液漏斗滴入6mol·L-1的稀硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量,为cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,为dg
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明______________。
(2)装置中干燥管B的作用是____________。
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)步骤⑤的目的是__________________。
(5)步骤⑦的目的是__________________。
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为_______________________________________
(用含a、b、d的代数式表示)。
(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。
请简述一种不同的实验方法。
10.将Na2O2逐渐加入到含有Al3+、Mg2+、NH
的混合溶液中并加热,产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如下图所示。
则原溶液中Al3+、Mg2+、NH
的物质的量分别为( )
A.2mol、3mol、8molB.3mol、2mol、8mol
C.2mol、3mol、4molD.3mol、2mol、4mol