Question

8．（1）工業(yè)上用金屬鋁與軟錳礦（主要成分是MnO₂）反應(yīng)來制取金屬錳，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn．
（2）鈹元素與鋁元素性質(zhì)相似，鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物的水化物屬于兩性化合物，證明這一結(jié)論的有關(guān)離子方程式為Be（OH）₂+2H⁺═Be²⁺+2H₂O、Be（OH）₂+2OH^-═BeO₂^2-+2H₂O．
（3）由金紅石（TiO₂）制取金屬Ti的步驟為TiO₂$→_{高溫}^{Cl_{2}，C}$TiCl₄$→_{800℃，Ar}^{Mg}$Ti，上述由TiO₂制取TiCl₄時(shí)還生成了一種可燃性氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO（或TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO↑，Ti+2Cl₂═TiCl₄）；TiCl₄→Ti的反應(yīng)在氬氣中而不是在空氣中進(jìn)行的原因是防止高溫下鎂或鈦與空氣中的O₂（或CO₂、N₂）反應(yīng)．
（4）某品牌的鑄造鋁合金由Al、Si、Cu、Mg構(gòu)成，對鑄造鋁合金中所含的四種成分做如下的實(shí)驗(yàn)檢測：
①稱取18.0g鑄造鋁合金樣品，分成等質(zhì)量的A、B兩份．向A份中加入足量的稀鹽酸，B份中加入足量NaOH溶液．（已知：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑）
②待兩份樣品都充分反應(yīng)之后，稱得B份濾渣的質(zhì)量較A份少0.512g，收集得到的兩份氣體的體積B份較A份多851.2mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則18.0g鑄造鋁合金樣品中Mg的物質(zhì)的量為0.004mol，Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.2%．

Answer 1

分析 （1）鋁與軟錳礦（主要成分是MnO₂）反應(yīng)來制取金屬錳，還生成氧化鋁；
（2）兩性化合物與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均反應(yīng)生成鹽和水；
（3）TiO₂制取TiCl₄時(shí)還生成了一種可燃性氣體，由元素守恒可知為CO；TiCl₄→Ti的反應(yīng)在氬氣中而不是在空氣中與Ti易被氧化有關(guān)；
（4）能和NaOH反應(yīng)的物質(zhì)有Si和Al，能和稀鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)有Mg和Al，鋁的質(zhì)量相同，鋁和稀鹽酸或氫氧化鈉溶液生成的氫氣物質(zhì)的量相等，A中濾渣為Cu和Mg、B中濾渣為Si和Cu，所以兩種濾渣質(zhì)量差為Si和Mg的質(zhì)量差，生成氣體體積差為Mg、Si產(chǎn)生氣體差，
設(shè)Si的物質(zhì)的量為xmol、Mg的物質(zhì)的量為ymol，
28xg-24yg=0.512g ①
4xmol-2ymol=$\frac{0.8512L}{22.4L/mol}$×2②
聯(lián)立方程式①②計(jì)算Si、Mg的物質(zhì)的量，以此來解答．

解答 解：（1）鋁與軟錳礦（主要成分是MnO₂）反應(yīng)來制取金屬錳，還生成氧化鋁，反應(yīng)為4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，故答案為：4Al+3MnO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn；
（2）兩性化合物與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均反應(yīng)生成鹽和水，離子反應(yīng)分別為Be（OH）₂+2H⁺═Be²⁺+2H₂O、Be（OH）₂+2OH^-═BeO₂^2-+2H₂O，
故答案為：Be（OH）₂+2H⁺═Be²⁺+2H₂O；Be（OH）₂+2OH^-═BeO₂^2-+2H₂O；
（3）TiO₂制取TiCl₄時(shí)還生成了一種可燃性氣體，由元素守恒可知為CO，該轉(zhuǎn)化的反應(yīng)為TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO（或TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO↑，Ti+2Cl₂═TiCl₄），TiCl₄→Ti的反應(yīng)在氬氣中而不是在空氣中進(jìn)行的原因是防止高溫下鎂或鈦與空氣中的O₂（或CO₂、N₂）反應(yīng)，
故答案為：TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$TiCl₄+2CO（或TiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ti+2CO↑，Ti+2Cl₂═TiCl₄）；防止高溫下鎂或鈦與空氣中的O₂（或CO₂、N₂）反應(yīng)；
（4）能和NaOH反應(yīng)的物質(zhì)有Si和Al，能和稀鹽酸反應(yīng)的物質(zhì)有Mg和Al，鋁的質(zhì)量相同，鋁和稀鹽酸或氫氧化鈉溶液生成的氫氣物質(zhì)的量相等，A中濾渣為Cu和Mg、B中濾渣為Si和Cu，所以兩種濾渣質(zhì)量差為Si和Mg的質(zhì)量差，生成氣體體積差為Mg、Si產(chǎn)生氣體差，
設(shè)Si的物質(zhì)的量為xmol、Mg的物質(zhì)的量為ymol，
28xg-24yg=0.512g ①
4xmol-2ymol=$\frac{0.8512L}{22.4L/mol}$×2②，
x=0.02、y=0.002，
稱取18.0g鑄造鋁合金樣品，分成等質(zhì)量的A、B兩份，則18.0g鑄造鋁合金樣品中Mg的物質(zhì)的量0.002mol×2=0.004mol，
Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為$\frac{0.002×2×28g/mol}{18.0g}$×100%=6.2%，故答案為：0.004 mol；6.2%．

點(diǎn)評 本題考查金屬及化合物的性質(zhì)及應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的綜合考查，把握發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，（4）中計(jì)算為解答的難點(diǎn)，題目難度中等．