1、 1 镁、铝及其重要化合物镁、铝及其重要化合物 1 1工业上用铝土矿工业上用铝土矿( (主要成分为主要成分为 AlAl2 2O O3 3，含，含 SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3等杂质等杂质) )为原料冶炼铝的工为原料冶炼铝的工 艺流程如图所示。艺流程如图所示。 对上述流程中的判断正确的是对上述流程中的判断正确的是( ( ) ) 试剂试剂 X X 为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物 反应中生成反应中生成 Al(OH)Al(OH)3 3的反应为的反应为 COCO2 2AlOAlO 2 22H2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3HCOHCO 3
2、3 结合质子结合质子(H(H ) )的能力由强到弱的顺序是 的能力由强到弱的顺序是 OHOH AlOAlO 2 2COCO 2 2 3 3 AlAl2 2O O3 3熔点很高，工业上还可采用电解熔融熔点很高，工业上还可采用电解熔融 AlClAlCl3 3冶炼冶炼 AlAl A A B B C C D D 【答案】【答案】B B 【解析】由溶液乙通入过量的【解析】由溶液乙通入过量的 Y Y 生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠可知，溶液乙中含生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠可知，溶液乙中含 有有 AlOAlO 2 2，气体，气体 Y Y 为二氧化碳，故试剂为二氧化碳，故试剂 X X 为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸
3、，故错误；为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸，故错误； 过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠， 反应离子方程式为过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠， 反应离子方程式为 COCO2 2 AlOAlO 2 22H2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3HCOHCO 3 3， 故正确； 结合质子的能力就是指碱性强弱， 碱性：， 故正确； 结合质子的能力就是指碱性强弱， 碱性： OHOH AlOAlO 2 2COCO 2 2 3 3，所以结合质子的能力：，所以结合质子的能力：OHOH AlOAlO 2 2COCO 2 2 3 3，故正确；，故正确；AlClAlC
4、l3 3是共价是共价 化合物，熔融时不能电离出化合物，熔融时不能电离出 AlAl 3 3，电解熔融的 ，电解熔融的 AlClAlCl3 3不能获得金属铝，故错误。不能获得金属铝，故错误。 2 2a a g g 镁铝合金投入镁铝合金投入x x mL 2 molmL 2 mol L L 1 1的盐酸中， 金属完全溶解， 再加入 的盐酸中， 金属完全溶解， 再加入y y mLmL 1 mol1 mol L L 1 1 NaOH NaOH 溶液，沉淀达到最大值，质量为溶液，沉淀达到最大值，质量为( (a a1.7) g1.7) g，则下列说法不正确的是，则下列说法不正确的是( ( ) ) A A镁铝合
5、金与盐酸反应转移电子数为镁铝合金与盐酸反应转移电子数为 0.10.1N NA A 2 B B沉淀为沉淀为 Mg(OH)Mg(OH)2 2和和 Al(OH)Al(OH)3 3的混合物的混合物 C Cx x2 2y y D Da a的取值范围为的取值范围为 0.90.9a a1.21.2 【答案】【答案】C C 【解析】【解析】MgMg、AlAl 失去电子变为离子，离子再结合失去电子变为离子，离子再结合 OHOH 生成沉淀，则镁铝合金与盐 生成沉淀，则镁铝合金与盐 酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的 OHOH 的物质的量，沉淀量最大时 的物
6、质的量，沉淀量最大时 得到得到 Mg(OH)Mg(OH)2 2和和 Al(OH)Al(OH)3 3的混合物，则的混合物，则m m(OH(OH ) ) ( (a a1.7) g1.7) ga a g g1.1.7 g7 g，n n(OH(OH ) ) 0.1 0.1 molmol，电子转移总数是，电子转移总数是 0.10.1N NA A，A A、B B 正确；沉淀量最大时，溶液中正确；沉淀量最大时，溶液中n n(Na(Na ) ) n n(Cl(Cl ) )，此 ，此 时时 HClHCl 和氢氧化钠的物质的量相等，即和氢氧化钠的物质的量相等，即 2 2x xy y，C C 错误；电子转移总数是错
7、误；电子转移总数是 0.10.1N NA A，若金，若金 属全部是镁，则镁的质量是属全部是镁，则镁的质量是 1.2 g1.2 g，若金属全部是铝，则铝的质量是，若金属全部是铝，则铝的质量是 0.9 g0.9 g，D D 正确。正确。 3 3向一定量的向一定量的 NaOHNaOH 溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入 AlClAlCl3 3溶液，生成沉淀溶液，生成沉淀 Al(OH)Al(OH)3 3的物质的量随的物质的量随 AlClAlCl3 3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是 ( ( ) ) A
8、 Aa a点对应的溶液中：点对应的溶液中：NaNa 、 、MgMg 2 2、 、SOSO 2 2 4 4、HCOHCO 3 3 B Bb b点对应的溶液中：点对应的溶液中：NaNa 、 、NHNH 4 4、SOSO 2 2 4 4、ClCl C Cc c点对应的溶液中：点对应的溶液中：AgAg 、 、CaCa 2 2、 、NONO 3 3、ClCl D Dd d点对应的溶液中：点对应的溶液中：K K 、 、NHNH 4 4、I I 、 、SOSO 2 2 4 4 3 【答案】【答案】D D 【解析】向【解析】向 NaOHNaOH 溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入 AlClAlCl3 3溶液，依次发
9、生反应：溶液，依次发生反应：AlAl 3 3 4OH4OH =AlO =AlO 2 2 2H2H2 2O O、3AlO3AlO 2 26H6H2 2O OAlAl 3 3=4Al(OH) =4Al(OH)3 3。a a点时溶液中有大量点时溶液中有大量 OHOH ，与 ，与 MgMg 2 2、 、HCOHCO 3 3不不 能大量共存，能大量共存，A A 错误；错误；b b点时溶质为点时溶质为 NaClNaCl 和和 NaAlONaAlO2 2，AlOAlO 2 2与与 NHNH 4 4不能大量共存，不能大量共存，B B 错误；错误； c c点时溶质为点时溶质为 NaClNaCl，ClCl 与 与
10、 AgAg 不能大量共存， 不能大量共存，C C 错误；错误；d d点时溶质为点时溶质为 NaClNaCl 和和 AlClAlCl3 3， 所有离子可以大量共存，所有离子可以大量共存，D D 正确。正确。 4 4氯离子插层镁铝水滑石氯离子插层镁铝水滑石MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO是一种新型离子交换材料。某课是一种新型离子交换材料。某课 外活动小组同学利用如图甲装置外活动小组同学利用如图甲装置( (固定装置略去固定装置略去) )测定测定MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO的化学式，的化学式， MgMg2 2Al(
11、OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO高温下分解为高温下分解为 MgOMgO、AlAl2 2O O3 3、HClHCl 和水蒸气。和水蒸气。 (1)(1)装置连接后首装置连接后首先进行的操作是先进行的操作是_。 (2)(2)将一定质量的将一定质量的MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩 余固体的质量是余固体的质量是 131 g131 g，则其中，则其中 MgOMgO 的质量是的质量是_g_g。 (3)(3)若只通过测定装置若只通过测定装置 C C、D D 的增重来确定的增
12、重来确定x x，加热前先通过，加热前先通过 N N2 2排尽装置中的空气，排尽装置中的空气， 称取称取 C C、D D 的初始质量后，再持续通入的初始质量后，再持续通入 N N2 2。 装置的连接顺序为装置的连接顺序为 a a_(_(用接口处的小写字母表示用接口处的小写字母表示) )。 实验过程中装置实验过程中装置 C C 吸收吸收 HClHCl 气体，没有用如图乙所示防倒吸装气体，没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是置的理由是 _ _ _。 完全分解后测得完全分解后测得 C C 增重增重 3.65 g3.65 g，D D 增重增重 9.90 g9.90 g，则，则x x_。 4 (4)(4)下
13、列实验方案也能测定下列实验方案也能测定x x值的是值的是_，并且对不选方案说明不合理的理，并且对不选方案说明不合理的理 由：由： _ _ _ ( (若两个方案都选，此问就不作答若两个方案都选，此问就不作答) )。 方案方案 1 1：测定加热装置剩余固体的质量和装置：测定加热装置剩余固体的质量和装置 D D 增重的质量增重的质量 方案方案 2 2：测定加热装置剩余固体的质量和装置：测定加热装置剩余固体的质量和装置 C C 增重的质量增重的质量 (5)(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClCl1 1 2 2
14、x x(CO(CO3 3) )x xz zH H2 2OO，该，该 生成物能发生生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(3)(3)中连接的装置和试剂进行中连接的装置和试剂进行 实验测定实验测定z z，除测定，除测定 D D 的增重外，至少还需测定下列数据中的的增重外，至少还需测定下列数据中的_(_(填字母填字母) )。 a a样品质量样品质量 b b样品分解后残余物质量样品分解后残余物质量 c c装置装置 C C 的增重的增重 【解析】【解析】(1)(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(
15、2)(2)一定质量的一定质量的 MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO样品充分加热，冷却后得到的固体是样品充分加热，冷却后得到的固体是 AlAl2 2O O3 3和和 MgOMgO，共，共 131 g131 g，设，设 MgOMgO 的物质的量是的物质的量是x x molmol， 根据， 根据MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO可知可知 AlAl2 2O O3 3的物质的量是的物质的量是 0.250.25x x m molol， 所以所以x x molmol40 g40 gmolmol 1 1 0.250.25x x m
16、olmol102 g102 gmolmol 1 1 131 g131 g，解得，解得x x2 2，m m(MgO)(MgO)2 2 molmol40 g40 gmolmol 1 1 80 g80 g。(3)(3)装置装置 C C 的作用是吸收的作用是吸收 HClHCl 气体，装置气体，装置 D D 的作用是吸收的作用是吸收 水蒸气，实验中应首先吸收水蒸气再吸收水蒸气，实验中应首先吸收水蒸气再吸收 HClHCl 气体，气体通过洗气瓶吸收时应“长进气体，气体通过洗气瓶吸收时应“长进 短出” ，因此装置连接顺序为短出” ，因此装置连接顺序为 a ae ed db b。因为整个实验过程中持续通入。因为
17、整个实验过程中持续通入 N N2 2，故不，故不 需采用如图乙所示防倒吸装置。根据题意写出方程式，则有需采用如图乙所示防倒吸装置。根据题意写出方程式，则有 2Mg2Mg2 2Al(OH)Al(OH)6 6ClClx xH H2 2OO= 高温高温 5 4MgO4MgOAlAl2 2O O3 32HCl2HCl(5(52 2x x)H)H2 2O O 73 1873 18(5(52 2x x) ) 3.65 g 9.90 g3.65 g 9.90 g 7373 3.65 g3.65 g 18 185 52 2x x 9.90 g9.90 g ，解得，解得x x3 3。 (4)(4)根据上述反应方
18、程式可知， 测定加热装置剩余固体的质量和装置根据上述反应方程式可知， 测定加热装置剩余固体的质量和装置 D D 增重的质量增重的质量 即水蒸气的质量可以计算出即水蒸气的质量可以计算出x x；装置；装置 C C 增重的质量是增重的质量是 HClHCl 气体的质量，其质量和加热气体的质量，其质量和加热 剩余固体的质量可以根据方程式互相换算而与剩余固体的质量可以根据方程式互相换算而与x x无关，因此不能计算无关，因此不能计算x x的值，故方案的值，故方案 2 2 不合理。不合理。 (5)(5)因为因为MgMg2 2Al(OH)Al(OH)6 6C Cl l1 1 2 2x x(CO(CO3 3) )
19、x xz zH H2 2OO中有中有x x和和z z两个未知量，所以至少应该知道两个未知量，所以至少应该知道 3 3 个量才能列方程组计算，故除测定个量才能列方程组计算，故除测定 D D 的增重外还应该至少再测量的增重外还应该至少再测量 a a、b b、c c 中的任意中的任意 两个量。两个量。 【答案】【答案】(1)(1)检查装置的气密性检查装置的气密性 (2)80(2)80 (3)(3)e ed db b 实验过程中持续通入实验过程中持续通入 N N2 2，没有必要用如图乙所示防倒吸装置，没有必要用如图乙所示防倒吸装置 3 3 (4)(4)方案方案 1 1 由加热装置剩余固体的质量可计算装
20、置由加热装置剩余固体的质量可计算装置 C C 增重的质量，与增重的质量，与x x的大小没的大小没 有关系，因此方案有关系，因此方案 2 2 是不合理的是不合理的 (5)ab(5)ab 或或 acac 或或 bcbc 5 5铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿 中制备铝的工艺流程：中制备铝的工艺流程： 6 已知：已知：(1)(1)铝土矿的主要成分是铝土矿的主要成分是 AlAl2 2O O3 3，此外还含有少量，此外还含有少量 SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3等杂质；等杂质； (2)(
21、2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为 2Na2Na2 2SiOSiO3 32NaAlO2NaAlO2 22H2H2 2O=NaO=Na2 2AlAl2 2SiSi2 2O O8 84NaOH4NaOH。 请回答下列问题：请回答下列问题： (1)(1)铝土矿中铝土矿中 AlAl2 2O O3 3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 _ _。 (2)(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质 B B 是是_，理由是，理由是 _， 写
22、出酸化过程发生反应的化学方程式写出酸化过程发生反应的化学方程式 _。 (3)(3)工业上用工业上用 A Al l2 2O O3 3与与 C C、ClCl2 2在高温条件下反应制取在高温条件下反应制取 AlClAlCl3 3，理论上每消耗，理论上每消耗 6.0 g6.0 g 碳碳 单质，转移单质，转移 1 mol1 mol 电子，则反应的化学方程式为电子，则反应的化学方程式为 _ _ _。 (4)(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有 FeFe2 2O O3 3，设计了如，设计了如 下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸
23、中，反应一段时间后，向反应后的混下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混 合液中滴加物合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有 FeFe2 2O O3 3。 则物质甲是则物质甲是_(_(填化学式填化学式) )，请判断该同学设计的实验方案的合理性，请判断该同学设计的实验方案的合理性 _(_(填“合理”或“不合理”填“合理”或“不合理”) )。原因是。原因是 _ 7 _(_(若若 合理，则不用填写合理，则不用填写) )。 【解析】【解析】(1)(1)铝土矿主要成分是铝土矿主要成分是
24、 AlAl2 2O O3 3还有少量还有少量 SiOSiO2 2，加入足量，加入足量 NaNaOHOH 溶液后发生如溶液后发生如 下反应：下反应：AlAl2 2O O3 32OH2OH =2AlO =2AlO 2 2H H2 2O O；SiOSiO2 22OH2OH =SiO =SiO 2 2 3 3H H2 2O O；FeFe2 2O O3 3不与不与 NaOHNaOH 溶液发溶液发 生反应。生反应。 (2)(2)根据题干已知反应，滤液中主要含根据题干已知反应，滤液中主要含 NaAlONaAlO2 2，通入过量，通入过量 COCO2 2可以将可以将 NaAlONaAlO2 2完全转完全转 化
25、为化为 Al(OH)Al(OH)3 3。 (3)(3)每消耗每消耗 6.0 g(0.5 mol)6.0 g(0.5 mol)碳单质，转移碳单质，转移 1 mol1 mol 电子，说明碳被氧化为电子，说明碳被氧化为 COCO，化学，化学 方程式为方程式为 AlAl2 2O O3 33Cl3Cl2 23C3C= 高温高温 2AlCl2AlCl3 33C3CO O。 (4)Fe(4)Fe 3 3的检验可用 的检验可用 KSCNKSCN，但该同学的实验方案不合理，因为，但该同学的实验方案不合理，因为 FeFe 3 3能与 能与 FeFe、AlAl 发发 生反应生成生反应生成 FeFe 2 2，不能检验
26、是否含有 ，不能检验是否含有 FeFe 3 3。 。 【答案】【答案】(1)Al(1)Al2 2O O3 32OH2OH =2AlO =2AlO 2 2H H2 2O O (2)CO(2)CO2 2 COCO2 2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价 COCO2 2NaAlONaAlO2 2 2H2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3NaHCONaHCO3 3 (3)Al(3)Al2 2O O3 33C3C3Cl3Cl2 2= 高温高温 2AlCl2AlCl3 33CO3CO (4)KSCN(4)KSCN 不合理不合理 FeFe
27、 3 3能与 能与 FeFe、AlAl 反应生成反应生成 FeFe 2 2，不能检出 ，不能检出 FeFe 3 3 6 6粉末状试样粉末状试样 A A 是由等物质的量的是由等物质的量的 MgOMgO 和和 FeFe2 2O O3 3组成的混合物。进行如下实验：组成的混合物。进行如下实验： 取适量取适量 A A 进行铝热反应，产物中有单质进行铝热反应，产物中有单质 B B 生成；生成； 另取另取 20 g A20 g A 全部溶于全部溶于 0.15 L 6.0 mol0.15 L 6.0 molL L 1 1盐酸中，得溶液 盐酸中，得溶液 C C； 将中得到的单质将中得到的单质 B B 和溶液和
28、溶液 C C 反应，放出反应，放出 1.12 L(1.12 L(标准状况标准状况) )气体，同时生成溶气体，同时生成溶 液液 D D，还残留有固体物质，还残留有固体物质 B B； 用用 KSCNKSCN 溶液检验时，溶液溶液检验时，溶液 D D 不变色。不变色。 8 请填空：请填空： (1)(1)中引发铝热反应的实验操作是中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质，产物中的单质 B B 是是 _。 (2(2) )中所发生的各反应的化学方程式是中所发生的各反应的化学方程式是_ _。 (3)(3)中所发生的各反应的离子方程式是中所发生的各反应的离子方程式是_ _。 (4)(4)若溶液若溶液 D D
29、 的体积仍视为的体积仍视为 0.15 L0.15 L，则该溶，则该溶液中液中c c(Mg(Mg 2 2) )为 为_，c c(Fe(Fe 2 2) ) 为为_。 【解析】此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的【解析】此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的 容量，增强了试题的测试能力。容量，增强了试题的测试能力。 (1)(1)铝热反应是指单质铝热反应是指单质 AlAl 和某些金属氧化物发生的反应， 反应过程中放出大量热，和某些金属氧化物发生的反应， 反应过程中放出大量热， 但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量但该反应需要较高的温度才能引
30、发。在混合物上加少量 KClOKClO3 3固体并插上固体并插上 MgMg 条，点燃条，点燃 MgMg 条后放出热量，使条后放出热量，使 KClOKClO3 3固体分解放出固体分解放出 O O2 2，进一步加剧，进一步加剧 MgMg 的燃烧，可在短时间内使的燃烧，可在短时间内使 混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为 FeFe2 2O O3 32Al2Al= = 高温高温 AlAl2 2O O3 32Fe2Fe，所以产物，所以产物 中单质中单质 B B 为为 FeFe。 (2)Fe(2)Fe2 2O O3 3和和 MgOMgO 都是碱性氧化物，能和
31、酸反应生成盐和水：都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：FeFe2 2O O3 36HCl6HCl=2FeCl=2FeCl3 3 3H3H2 2O O、MgOMgO2HCl2HCl=MgCl=MgCl2 2H H2 2O O。 (3)(3)混合物中只有混合物中只有 FeFe2 2O O3 3能和能和 AlAl 发生铝热反应， 生成发生铝热反应， 生成 FeFe 单质。单质。 C C 溶液中有反应生成溶液中有反应生成 的的 FeClFeCl3 3，还有未反应的，还有未反应的 HClHCl。发生的离子反应为。发生的离子反应为 FeFe2H2H = =Fe=Fe 2 2 H H2 2、FeFe2Fe
32、2Fe 3 3 =3Fe=3Fe 2 2。 。 (4)(4)假设步骤用去的假设步骤用去的 20 g20 g 固体中，固体中，MgOMgO 的物质的量为的物质的量为x x，则，则 FeFe2 2O O3 3的物质的量也的物质的量也 9 为为x x，则，则 40 g40 gmolmol 1 1x x 160 g160 gmolmol 1 1x x 20 g20 g，解得：，解得：x x0.1 mol0.1 mol。 根据根据 MgOMgOMgClMgCl2 2的关系，则溶液中的关系，则溶液中 MgClMgCl2 2的浓度为的浓度为 0 01 mol1 mol0.15 L0.15 L0.67 mol
33、0.67 molL L 1 1。 。 步骤说明溶液中没有步骤说明溶液中没有 FeFe 3 3， 也就是溶质为 ， 也就是溶质为 FeClFeCl2 2和和 MgClMgCl2 2。 根据电荷守恒知。 根据电荷守恒知 2 2c c(Fe(Fe 2 2 ) ) 2 2c c(Mg(Mg 2 2) ) c c(Cl(Cl ) ) c c(Fe(Fe 2 2) ) 2.33 mol/L2.33 mol/L。 【答案】【答案】(1)(1)加少量加少量 KClOKClO3 3，插上镁条并将其点燃，插上镁条并将其点燃 FeFe (2)Fe(2)Fe2 2O O3 36HCl6HCl=2FeCl=2FeCl3
34、 33H3H2 2O O、 MgOMgO2HCl2HCl=MgCl=MgCl2 2H H2 2O O (3)Fe(3)Fe2H2H = =Fe=Fe 2 2 H H2 2、FeFe2Fe2Fe 3 3= =3Fe=3Fe 2 2 (4)0.67 mol(4)0.67 molL L 1 1 2.33 mol 2.33 molL L 1 1 7 7某研究性学习小组为测定某含镁某研究性学习小组为测定某含镁 3%3%5%5%的铝镁合金的铝镁合金( (不含其他元素不含其他元素) )中镁的质中镁的质 量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。量分数，设计了下列两种不同实验方
35、案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。 探究一探究一 实验方案：铝镁合金实验方案：铝镁合金- NaOHNaOH溶液溶液 测定剩余固体质量。测定剩余固体质量。 问题讨论：问题讨论： (1)(1)实验中发生反应的化学方程式是实验中发生反应的化学方程式是_ _。 (2)(2)若实验中称取若实验中称取 5.4 g5.4 g 铝镁合金粉末样品，投入铝镁合金粉末样品，投入V V mL 2.0 mol/L NaOHmL 2.0 mol/L NaOH 溶液中，溶液中， 充分反应。则充分反应。则 NaOHNaOH 溶液的体积溶液的体积V V_ mL_ mL。 (3)(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量
36、剩余固体质量前，还需进行的实验操实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操 作按顺序依次为作按顺序依次为_。 探究二探究二 实验方案：称量实验方案：称量x x g g 的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板 上，通电使其充分灼烧。上，通电使其充分灼烧。 10 问题讨论：问题讨论： (4)(4)欲计算欲计算 MgMg 的质量分数，该实验中还需测定的数据是的质量分数，该实验中还需测定的数据是 _ 。 (5)(5)假设实验中测出该数据为假设实验中测出该数据为y y g g，则原铝镁合金粉末中镁的质，则原铝镁合金粉末中镁的质量
37、分数为量分数为 _(_(用含用含x x、y y的代数式表示的代数式表示) )。 【解析】【解析】 (1)(1)注意镁与注意镁与 NaOHNaOH 溶液不反应。溶液不反应。 (2)5.4 g(2)5.4 g 铝镁合金中铝的最大质量为铝镁合金中铝的最大质量为 5.4 5.4 g g97%97%，根据，根据 2Al2Al2NaOH2NaOH2H2H2 2O O=2NaAlO=2NaAlO2 23H3H2 2，可求出需要，可求出需要 NaOHNaOH 的物质的量的最的物质的量的最 大值为大值为 5.4 g5.4 g97%97%27 g/mol27 g/mol0.194 mol0.194 mol，体积为
38、，体积为 0.194 mol0.194 mol2.0 mol/L2.0 mol/L0.097 L0.097 L， 即即 97 mL97 mL。(5)(5)设设x x g g 铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是a a molmol、b b molmol，则燃烧生成，则燃烧生成 a a mol MgOmol MgO、b b/2 mol Al/2 mol Al2 2O O3 3，则，则 2424a a2727b bx x，4040a a5151b by y，解得，解得a a17 17x x9 9y y 4848 ，镁的，镁的 质量为质量为17 17x x9 9y y 2
39、 2 g g，镁的质量分数为，镁的质量分数为17 17x x9 9y y 2 2x x 。 【答案】【答案】(1)2Al(1)2Al2NaOH2NaOH2H2H2 2O O=2NaAlO=2NaAlO2 23H3H2 2 (2)97(2)97 (3)(3)过滤、洗涤、干燥固体过滤、洗涤、干燥固体 (4)(4)灼烧后固体的质量灼烧后固体的质量 (5)(5)17 17x x9 9y y 2 2x x 8 8无水无水 AlClAlCl3 3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿( (主要主要 成分是成分是 AlAl2 2O O3 3和和 FeFe2 2O O3 3) )和焦炭制备，流程如下：和焦炭制备，流程如下： 11 已知：已知：AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3分别在分别在 183 183 、315 315 时升华时升华 (1)Cl(1)Cl2 2的电子式的电子式 。 (2)(2)氯化炉中氯化炉中 AlAl2 2O O3 3、 ClCl2 2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为 ； 炉气中残余的少量炉气中残余的少量 ClCl2 2，可用，可用 NaOHNaOH 溶液吸收，其离子方程式溶液吸收，其离子方程式 为为