0.2mol=0.1mol,再发生反应NaAlO2+HCl+H2O═Al(OH)由方程式可知,NaAlO23↓+NaCl,
有剩余,HCl完全反应,生成Al(OH)3为0.1mol,最终溶液中溶质为NaAlO2、NaCl, A.反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2,根据质量守恒定律可知钠离子物质的量为0.4mol,则钠离子的浓度为:
=2mol/L,故A错误;
B.过氧化钠与水反应生成氧气为0.2mol×=0.1mol,铝与氢氧化钠反应生成氢气为0.2mol×=0.3mol,故生成气体的体积为(0.1mol+0.3mol)×22.4L/mol=8.96L,故B错误; C.最终溶液中溶质为NaAlO2、NaCl,则钠离子浓度大于氯离子浓度,故C错误; D.最终生成Al(OH)3为0.1mol,质量为:0.1mol×78g/mol=7.8g,故D正确, 故选D.
点评: 本题考查混合物的计算、钠的化合物与铝单质及化合物的性质等知识,题目难度中等,根据过量计算判断发生的反应是解题的关键,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力.
二、解答题(共4小题,满分46分)
19.如图所示,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同.打开活塞,使NO与O2充分反应.(不考虑NO2与N2O4的转化)(1)开始时左右两室分子数 不相同 (填“相同”或“不相同”). (2)反应前后NO室压强 减小 (填“增大”或“减小”). (3)最终容器内密度与原来 相同 (填“相同”或“不相同”). (4)最终容器内 有 (填“有”或“无”)O2存在.
考点: 氮的氧化物的性质及其对环境的影响. 专题: 氮族元素.
分析: (1)根据公式N=nNA=NA=(2)压强和气体的物质的量成正比; (3)根据公式ρ=来判断密度的变化;
NA来计算微粒数;
(4)根据一氧化氮和氧气之间反应量的关系来判断. 解答: 解:(1)由左右两室体积相同,两容器内气体密度相同可知,两容器中气体的质量相等,但NO和O2的摩尔质量不相等,故其物质的量不相等,开始时左右两室分子数不相同,故答案为:不相同;
(2)由于反应前后NO室的气体物质的量减小,故压强减小,故答案为:减小; (3)体系的体积和气体的质量均未变化,密度不变,故答案为:相同;
(4)由于NO和O2反应,O2过量,故最终容器内有O2存在,故答案为:有.
点评: 本题考查学生n、M、m、N、ρ等量之间的关系,可以根据公式来定性的判断量的变化情况,难度不大.
20.(12分)(2015秋?云南月考)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如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 Al 、B Al2O3 、D O2 . (2)试剂a最好选用 D (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: AlO2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3 .
(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 K2SO4 和(NH4)2SO4 .
考点: 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;金属的回收与环境、资源保护. 专题: 实验题.
分析: KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物甲加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀是Al2O3和Fe2O3;向沉淀中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3,电解熔融氧化铝B得到气体D为O2,固体A
3+
为Al;向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4; 以此来解答.
解答: 解:KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物甲加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀是Al2O3和Fe2O3;向沉淀中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中通入过量CO2可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,Al(OH)3受热分解生成B为Al2O3,电解熔融氧化铝B得到气体D为O2,固
3+
体A为Al;向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,Al被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4) 2SO4,2SO4;(1)由上述分析可知,A为Al,B为Al2O3,D为O2,故答案为:Al;Al2O3;O2 ; (2)依据流程分析,向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液
3+
与过量氨水反应,Al被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4; ,故答案为:D;
﹣﹣
(3)反应①中二氧化碳过量,反应生成沉淀和碳酸氢钠,向NaAlO2溶液中通入过量CO2
﹣
可得Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,其离子方程式为AlO2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3﹣﹣﹣
,故答案为:AlO2+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3;
(4)向溶液中加入的试剂a应沉淀铝离子,应向溶液中加过量氨水,溶液与过量氨水反应,3+
Al被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中剩余的是K2SO4 和(NH4)2SO4,经过蒸发、结晶,得到的是K2SO4 和(NH4)2SO4;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K2SO4 和(NH4)2SO4;
故答案为:K2SO4 和(NH4)2SO4;
点评: 本题考查无机物的推断,为高频考点,把握物质的性质及框图中发生的化学反应为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,题目难度不大. 21.(14分)(2015?桐乡市校级模拟)常见的五种盐A、B、C、D、E,它们的阳离子可能是Na、NH4、Cu、Ba、Al、Ag、Fe,阴离子可能是Cl、NO3、SO4、CO3﹣
.已知:
①五种盐均溶于水,水溶液均为无色. ②D的焰色反应呈黄色.
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性,D的溶液呈碱性.
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀. ⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中沉淀消失.
⑥把A的溶液分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀. 回答下列问题:
2+3+
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是 Cu、Fe ;所含的阴离子相同的两种盐的化学式是 (NH4)2SO4A12(SO4)3 .
2﹣
(2)D的化学式为 Na2CO3 ,D溶液显碱性原因是(用离子方程式表示) CO3﹣﹣+H2O?HCO3+OH .
﹣+
(3)A和C的溶液反应的离子方程式是: Ag+C1=AgCl↓ ;E和氨水反应的离子方
3++
程式是: Al+3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4 . (4)若要检验B中所含的阳离子,正确的实验方法是 取少量B于试管中,滴加少量NaOH溶液,在试管口附近放一张湿润的红色石蕊试纸,加热,若试纸变蓝,说明B中阳离子为
+
NH4 .
考点: 常见离子的检验方法;物质的检验和鉴别的实验方案设计. 专题: 离子反应专题.
2+3+
分析: ①五种盐均溶于水,水溶液均为无色,则没有Cu、Fe;
+
②D的焰色反应呈黄色,则D中有Na;
+3++
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性则含有NH4、Al、Ag,D的溶液呈碱性则
2﹣
D中含有CO3,根据阳离子可知D为Na2CO3;
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀,则A、
2﹣
C中没有SO4;
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中
+3+
沉淀消失,说明C中为Ag,则E中有Al;所以C中为AgNO3;
⑥把A溶液呈中性分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀,则A
3++
为BaCl2;由以上分析可知E中含有Al,B中含有NH4,加BaCl2均能生成不溶于稀硝
2﹣
酸的沉淀,则B、E中含有SO4;所以B、E为(NH4)2SO4、Al2(SO4)3;结合题目进行分析.
2+3+
解答: 解:①五种盐均溶于水,水溶液均为无色,则没有Cu、Fe;
+
②D的焰色反应呈黄色,则D中有Na;
+3++
③A的溶液呈中性,B、C、E的溶液呈酸性则含有NH4、Al、Ag,D的溶液呈碱性则
2﹣
D中含有CO3,根据阳离子可知D为Na2CO3;
++2+2+3++3+
一﹣
2﹣2
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO3)2溶液,只有A、C的溶液不产生沉淀,则A、
2﹣
C中没有SO4;
⑤若在这五种盐的溶液中,分别加入氨水,E和C的溶液中生成沉淀,继续加氨水,C中
+3+
沉淀消失,说明C中为Ag,则E中有Al;所以C中为AgNO3;
⑥把A溶液呈中性分别加入到B、C、E的溶液中,均能生成不溶于稀硝酸的沉淀,则A
3++
为BaCl2;由以上分析可知E中含有Al,B中含有NH4,加BaCl2均能生成不溶于稀硝
2﹣
酸的沉淀,则B、E中含有SO4;所以B、E为A为BaCl2、Al2(SO4)3, 根据以上分析可知,A为BaCl2,B为A为BaCl2,C为AgNO3,D为Na2CO3,E为Al(2SO4)3,
2+3+
(1)五种盐中,一定没有的阳离子是Cu、Fe;所含阴离子相同的两种盐的化学式是(NH4)2SO4、Al2(SO4)3,
2+3+
故答案为:Cu、Fe;(NH4)2SO4、Al2(SO4)3;
(2)D的化学式为Na2CO3;Na2CO3溶液显碱性的原因为碳酸根离子水解生成碳酸氢根离
﹣﹣2﹣
子和氢氧根离子,反应的离子方程式为:CO3+H2O?HCO3+OH,
﹣﹣2﹣
故答案为:Na2CO3;CO3+H2O?HCO3+OH;
﹣+
(3)A为BaCl2,C为AgNO3,二者反应的离子方程式为:Ag+C1=AgCl↓;Al2(SO4)
3++
3和氨水反应的离子方程式是Al+3NH3?H2O═Al(OH)3↓+3NH4,
﹣+3++
故答案为:Ag+C1=AgCl↓;Al+3NH3?H2O═Al(OH)3↓+3NH4;
(4)检验(NH4)2SO4中所含的阳离子的方法为:取少量(NH4)2SO4于试管中,滴加少量NaOH溶液,在试管口附近放一张湿润的红色石蕊试纸,加热,若试纸变蓝,说明B中阳离子为NH4,
故答案为:取少量B于试管中,滴加少量NaOH溶液,在试管口附近放一张湿润的红色石
+
蕊试纸,加热,若试纸变蓝,说明B中阳离子为NH4.
点评: 本题主要考查常见离子的检验方法、离子共存等知识,题目难度中等,在解此类题时,首先将题中有特征的物质推出,然后结合推出的物质推导剩余的物质,最后进行验证即可. 22.(12分)(2015秋?云南月考)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,最低可以还原到﹣3价.某同学取一定量的铁铝合金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?L的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示.试回答下列问题:
(1)请写出该合金中铁与硝酸反应的离子方程式 8Fe+30H+3NO33++
=8Fe+3NH4+9H2O .
﹣+
(2)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为 H+OH═H2O .
+(3)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 NH4+OH﹣
═NH3?H2O .
(4)B与A的差值为 0.008 mol.
(5)B点对应的沉淀的物质的量为 0.032 mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为 7 mL.
+
﹣
﹣1
+
考点: 离子方程式的有关计算.
3+3+
分析: 铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO3充分反应,被氧化为Al、Fe,通过题意,反应始终没有气体生成,可以得出不会有氮的氧化物生成,又有硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低,可以推测N元素由+5变成了﹣3价,由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,再生成沉淀,当沉淀完全后,由图知继续加入氢氧化钠
+
溶液,沉淀量不变,可得与NH4发生了反应,则随着NaOH的滴加,发生的反应依次有:
﹣+
①H+OH=H2O,
﹣﹣3+3+
②Fe+3OH=Fe(OH)3↓,Al+3OH=Al(OH)3↓,
﹣+
③NH4+OH═NH3?H2O,
﹣﹣
④Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O.
(1)金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,据此回答;
(2)O→C 之间没有沉淀生成,说明硝酸过量,O→C之间发生的反应酸碱中和反应;
(3)D与E一段沉淀的量没有发生变化,为NH4NO3和NaOH反应;
(4)E与F之间沉淀的量减少,为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中,利用发生的化学反应来计算;
(5)沉淀的总量可根据NH4的量,根据NH4+OH═NH3?H2O 得出n(NH4),根据氧化还原反应,N元素由+5价变为﹣3价,而金属都由0价变为+3价,可以运用电子守恒得出金属的物质的量.
3+3+
解答: 解:铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀HNO3充分反应,被氧化为Al、Fe,通过题意,反应始终没有气体生成,可以得出不会有氮的氧化物生成,又有硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低,可以推测N元素由+5变成了﹣3价,由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,再生成沉淀,当沉淀完全后,由图知继续加入氢氧化钠溶液,沉淀量不变,可得与NH4发生了反应,则随着NaOH的滴加,发生的反应依次有:
①H+OH=H2O,
﹣﹣3+3+
②Fe+3OH=Fe(OH)3↓,Al+3OH=Al(OH)3↓,
﹣+
③NH4+OH═NH3?H2O,
﹣﹣
④Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O
(1)根据图示得到的溶液和氢氧化钠反应产生沉淀的情况可以知道,金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:8Fe+30H+3NO3=8Fe+3NH4+9H2O,
﹣+3++
故答案为:8Fe+30H+3NO3=8Fe+3NH4+9H2O;
(2)OC之间没有沉淀生成,说明硝酸过量,OC之间发生的反应酸碱中和反应,离子方程式为H+OH═H2O,故答案为:H+OH═H2O;
(3)DE一段沉淀的量没有发生变化,为NH4NO3和NaOH反应,反应的离子方程式为
﹣﹣++
NH4+OH═NH3?H2O,故答案为:NH4+OH═NH3?H2O;
+
﹣
++
﹣
+
+
+
﹣
+
﹣
3++
+
﹣
(4)由图可知,EF段消耗的氢氧化钠溶液为36mL﹣34m=2mL,故该计算参加反应的氢氧化钠为0.002L×4mol/L=0.008mol,根据Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O可知,Al(OH)3的物质的量为0.008mol,即为B、A的差值,故答案为:0.008;
(5)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生的离子方程式为H+OH=H2O;在DE段沉淀
﹣++
的物质的量没有变化,应为NH4和OH的反应,此阶段发生反应的离子方程式为NH4+OH﹣﹣﹣3++═NH3?H2O;根据NH4+OH═NH3?H2O 得:n(NH4)=(34﹣31)×10L×4mol/L=0.012 mol,根据氧化还原反应,N元素由+5价变为﹣3价,而金属都由0价变为+3价,可以运用电子守恒得出金属的物质的量为:
=0.032mol,所以生成沉淀的物质的量为
+
﹣
﹣
﹣
0.032mol,
设Mg为xmol,Al为0.008mol,生成硝酸铵为(34﹣31)×0.001L×4mol/L=0.012mol, 由电子守恒可知,2x+0.008×3=0.012×8, 解得x=0.036mol,
滴加NaOH体积为31ml时,
发生反应为①H+OH=H2O,②Mg+2OH=Mg(OH)2↓,Al+3OH=Al(OH)3↓, 则C点氢氧化钠溶液的体积为31mL﹣
×1000L=7mL,
故答案为:0.032;7.
点评: 本题考查金属与硝酸的反应、氧化还原反应、化学计算等知识点,属于中等难度试题,解答此题关键是判断出硝酸的还原产物以及电子转移守恒的运用.
×1000mL﹣
+
﹣
2+
﹣
3+
﹣
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