20．某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究�，F(xiàn)行高中化學(xué)教材中對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：

Ⅰ.(1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？__________(填“合理”或“不合理”)。

(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是______________，反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。

(3)實驗室溶解該熔融物，在下列試劑中最適宜的試劑是________(填序號)。

A．濃硫酸　 　　B．稀硫酸　 　　C．稀硝酸　 　　D．氫氧化鈉溶液

Ⅱ.實驗研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，硝酸的濃度越稀，對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低。某同學(xué)取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L^－1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示。試回答下列問題：

(1)圖中OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。

(2)在DE段，沉淀的物質(zhì)的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________；

上述現(xiàn)象說明溶液中________結(jié)合OH^－的能力比________強(填離子符號)。

(3)B與A的差值為________mol。

(4)B點對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為________mol，C點對應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為________mL。

解析：Ⅰ.由表中數(shù)據(jù)比較可知，鋁的熔點比鐵低，該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。利用金屬Al和堿液反應(yīng)放出氫氣的性質(zhì)即可驗證。由于Fe和Al都是活潑的金屬，所以可以用稀硫酸或者稀鹽酸溶解。Ⅱ.由圖像可知硝酸過量，OC段發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，CD段為Fe(OH)₃、Al(OH)₃沉淀的生成，DE段消耗了NaOH，由此證明硝酸和金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物為較低價態(tài)的NH，EF段為Al(OH)₃的消失，只剩下Fe(OH)₃沉淀。B與A的差值為Al(OH)₃，為4 mol·L^－1×(36－34)×10^－3 L＝0.008 mol，參加反應(yīng)的n(Al)＝0.008 mol，因為1 mol的Al³⁺、Fe³⁺均與3 mol的NaOH反應(yīng)，由電子守恒可知Fe和Al化合價升高的總數(shù)＝HNO₃生成NH降低的總數(shù)，即3n(Fe)+3n(Al)＝n(NH)×8＝4 mol·L^－1×(34－31)×10^－3 L×8，解得n(Fe)+n(Al)＝0.032 mol，n(Fe)＝0.024 mol，兩種沉淀的物質(zhì)的量為0.032 mol。生成兩種沉淀共消耗n(NaOH)＝0.032 mol×3＝0.096 mol，所以C點體積為：

31 mL－×10³ mL·L^－1＝7 mL。

答案：Ⅰ.(1)合理　(2)NaOH溶液　2Al+2OH^－+6H₂O===2[Al(OH)₄]^－+3H₂↑　(3)B　Ⅱ.(1)H⁺+OH^－===H₂O　(2)NH+OH^－===NH₃·H₂O　Al³⁺、Fe³⁺、H⁺　NH

19. 將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol/L的H₂SO₄溶液中，然后再滴加1 mol/L的NaOH溶液。請回答：

(1)若在滴加NaOH溶液的過程中沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示。當(dāng)V₁＝160 mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝__________mol，V₂＝________mL。

(2)若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg²⁺、Al³⁺剛好沉淀安全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)＝________mL。

(3)若混合物仍為0.1 mol，其中鎂粉的物質(zhì)的量為a，用100 mL 2 mol/L的H₂SO₄溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)₃。滿足此條件的a的取值范圍是________。

思路分析：在明確圖像中各折點代表的含義的基礎(chǔ)上，運用解方程組，以及SO守恒，

Na⁺守恒等原理進(jìn)行求解。

解析：(1)由圖像可以看出鎂鋁混合物與H₂SO₄反應(yīng)，H₂SO₄是過量的。則有

　解得

NaOH溶液體積為V₂時溶液中溶質(zhì)為Na₂SO₄和Na[Al(OH)₄]，根據(jù)守恒關(guān)系

V₂×1 mol/L＝2×0.1 L×2 mol/L+0.04 mol，V₂＝0.44 L＝440 mL

(2)Mg(OH)₂、Al(OH)₃剛好沉淀時溶液中溶質(zhì)里有Na₂SO₄，根據(jù)SO守恒關(guān)系，故有：

V×1 mol/L＝2×0.1 L×2 mol/L，V＝0.4 L＝400 mL

(3)當(dāng)沉淀中恰好只有Mg(OH)₂時，加入的NaOH全部生成Na₂SO₄和Na[Al(OH)₄]，根據(jù)Na⁺守恒可得如下關(guān)系式：

解得0.05 mol≤a<0.1 mol

答案：(1)0.06　440　(2)400　(3)0.05 mol≤a<0.1 mol

18．某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計的實驗過程為：

(1)雜銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷坩堝置于________

上(用以下所給儀器的編號填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用________，灼燒后的坩堝應(yīng)放在

________上，不能直接放在桌面上。

實驗所用儀器：a.蒸發(fā)皿　b．石棉網(wǎng)　c．泥三角　d．表面皿　e．坩堝坩　f．試管夾

(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是

________。

a．灼燒過程中部分氧化銅被還原 　　　b．灼燒不充分銅未被完全氧化

c．氧化銅在加熱過程中分解生成銅　 　　d．該條件下銅無法被氧氣氧化

(3)通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、

過濾、________、冷卻結(jié)晶、________、自然干燥。

(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個優(yōu)點是

________________、________________。

(5)在測定所得膽礬(CuSO₄·xH₂O)中結(jié)晶水x值的實驗過程中，稱量操作至少進(jìn)行________

次。

(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能的原因是________。

a．加熱溫度過高 　　　　　　　　b．膽礬晶體的顆粒較大

c．加熱后放在空氣中冷卻　 　　　d．膽礬晶體部分風(fēng)化

思路分析：首先明確命題意圖，在考查Cu及其化合物性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系的同時，考查綠色化

學(xué)銅及氧化銅的

性質(zhì)，經(jīng)過周密而有序地思維，認(rèn)真作答。

解析：(1)因坩堝加熱后溫度較高，應(yīng)放在泥三角上進(jìn)行加熱，且取用坩堝時要用坩堝鉗，

并且為防止坩堝炸裂和燒壞桌面，燒后的坩堝要在石棉網(wǎng)上冷卻，不能直接放在桌面上。

(2)灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過程中

部分氧化銅被還原。

(3)利用途徑Ⅱ制取膽礬時，必須先加酸將氧化銅溶解，加熱通氧氣將Cu氧化，過濾除去

粗制氧化銅中的不溶物雜質(zhì)后，然后再蒸發(fā)溶劑，冷卻結(jié)晶，再過濾得晶體，最后將其

干燥，由此可寫出答案。

(4)根據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)方程式Cu+2H₂SO₄(濃)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O和途徑Ⅱ的反應(yīng)

方程式2Cu+O₂+2H₂SO₄(稀)2CuSO₄+2H₂O，可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點是：①產(chǎn)生等

量的膽礬比途徑Ⅰ耗硫酸少；②途徑Ⅱ不產(chǎn)生污染大氣的氣體(SO₂)。

(5)稱量操作至少進(jìn)行4次，分別是①稱量坩堝；②稱量加入晶體后的坩堝；③稱量加熱冷

卻后的坩堝；④稱量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱量的值相差不超過0.1 g�！�

(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能是加熱溫度過高使CuSO₄晶體中的CuSO₄分解了，其他三項

均使x值偏低。

答案：(1)c　e　b　(2)a、b　(3)蒸發(fā)　過濾　(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少　途徑Ⅱ

不會產(chǎn)生污染大氣的氣體　(5)4　(6)a

17．奧運五環(huán)代表著世界五大洲，五色代表的是世界五大洲不同膚色的人民，五環(huán)連在一起代 表著五大洲的人們能夠友好相處。

上圖所示五元環(huán)代表A、B、C、D、E五種常見的物質(zhì)，而且A、B、C、D、E這五種物質(zhì)含有同一種元素，兩圓圈交叉是指兩種物質(zhì)之間可以轉(zhuǎn)化，其中A是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì)；B是一種常見的氧化物；對C的水溶液加熱、蒸干、灼燒即可得B；D難溶于水，這種物質(zhì)的生成是明礬凈水的主要原因。

(1)試推測A是________，C是________(寫化學(xué)式)。

(2)由B生成A需要電解才能達(dá)到目的，當(dāng)生成1 mol A時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。

(3)C是一種強酸鹽，其水溶液呈酸性，用離子方程式解釋其原因________________________________________________________________________。

解析：本題以“五元環(huán)中交叉環(huán)之間可相互轉(zhuǎn)化或有相同元素”作為信息，圍繞這一信息關(guān)系，考查物質(zhì)的推斷。

(1)①由題意可知，A是鋁；B是氧化鋁；C是一種揮發(fā)性酸的鋁鹽(如氯化鋁)；D是氫氧化鋁；E是四羥基合鋁酸鹽。

(2)由B到A是氧化鋁到鋁的過程，需要電解，根據(jù)電解的化學(xué)方程式可知，當(dāng)生成1 mol鋁時需轉(zhuǎn)移3 mol的電子。

(3)C是強酸鹽，同時又必須是揮發(fā)性酸的鋁鹽，所以可以是氯化鋁，溶液呈酸性是由于鋁離子水解。

答案：(1)Al　AlCl₃[或Al(NO₃)₃]　(2)3 mol　(3)Al³⁺+3H₂OAl(OH)₃+3H⁺

16．銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，請完成(1)-(3)題：

(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅[即曾青(CuSO₄)跟鐵反應(yīng)生成銅]。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________。

(2)銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________，

這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。

(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點是1 183.4℃，鐵的熔點是1 534.8℃)

分析：本題考查了銅的化合物的性質(zhì)，有關(guān)銅的冶煉方法，同時考查了有關(guān)銅的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用。

解析：(1)Fe+CuSO₄===FeSO₄+Cu

(2)2Cu+O₂+H₂O+CO₂===Cu₂(OH)₂CO₃；要除去銅器表面的銅綠，考慮選擇酸，強氧化性酸能和裸露的銅繼續(xù)反應(yīng)，而鹽酸不和銅繼續(xù)反應(yīng)，并且鹽酸具有揮發(fā)性。有關(guān)方程式如下：

Cu₂(OH)₂CO₃+4HCl===2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O。

(3)根據(jù)題給信息以及做貨幣的實際，選擇銅做貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕。

答案：(1)Fe+CuSO₄===FeSO₄+Cu　(2)2Cu+O₂+H₂O+CO₂===Cu₂(OH)₂CO₃

Cu₂(OH)₂CO₃+4HCl===2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O　(3)選擇銅做貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕。

15．把NaOH、MgCl₂、AlCl₃三種固體組成的混合物溶于

足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的懸濁液中逐滴

加入1 mol·L^－1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積V與

生成沉淀的質(zhì)量m的關(guān)系如圖所示，試回答：

(1)A點沉淀物的化學(xué)式為________；B點沉淀物的化學(xué)式為________。

(2)原混合物中的MgCl₂的物質(zhì)的量為________，AlCl₃的物質(zhì)的量為________，NaOH的物

質(zhì)的量為________。

(3)HCl溶液在C點的加入量是________。

解析：(1)鹽酸加入量在0-10 mL時，沉淀的質(zhì)量沒有改變，說明未加鹽酸時，沉淀物為

Mg(OH)₂，溶液為NaAlO₂和NaOH的混合液，其過程中加鹽酸是中和剩余的NaOH，A

處的懸濁液為Mg(OH)₂、NaAlO₂、NaCl，則原混合物中n(MgCl₂)＝1.16 g/58 g·mol^－1＝0.02

mol。

(2)加入鹽酸10-30 mL過程時，發(fā)生反應(yīng)為：AlO+H⁺+H₂O===Al(OH)₃↓，B沉淀的化

學(xué)式為Mg(OH)₂、Al(OH)₃，原溶液中n(AlCl₃)＝(30－10)×10^－3 L×1 mol/L＝0.02 mol，B

點沉淀量達(dá)到最大值，其中溶液為NaCl溶液。所以n(NaOH)＝n(HCl)＝30×10^－3 L×1

mol/L＝0.03 mol。

(3)設(shè)Mg(OH)₂、Al(OH)₃完全溶解時，所消耗鹽酸的體積為V′，V′×10^－3 L/mL×1 mol/L ＝0.02 mol×2+0.02 mol×3，∴V′＝100 mL，∴C點表示加入了130 mL的鹽酸。

答案：(1)Mg(OH)₂　Mg(OH)₂、Al(OH)₃　(2)0.02 mol　0.02 mol　0.03 mol　(3)130 Ml

14．把①鋼鐵，②Cu，③陶瓷，④光纖，⑤氮化硅陶瓷、⑥金，⑦水泥，⑧合成纖維，⑨玻璃鋼，⑩塑料等材料按分類填寫在下列橫線上(填寫序號)：

(1)黑色金屬材料________________________________________________________。

(2)有色金屬材料_________________________________________________________。

(3)傳統(tǒng)無機非金屬材料_________________________________________。

(4)新型無機非金屬材料_______________________________________________。

(5)復(fù)合材料_______________________________________________________________。

(6)有機合成材料__________________________________________________________。

解析：鋼鐵屬于黑色金屬材料；鐵、鉻、錳以外的金屬如銅和金是有色金屬；陶瓷水泥等

為傳統(tǒng)無機非金屬材料；光纖、氮化硅陶瓷等為新型無機非金屬材料；玻璃鋼是用玻璃纖

維做增強體，合成樹脂做基體的復(fù)合材料；而合成纖維和塑料則為有機合成材料。

答案：(1)①　(2)②⑥　(3)③⑦　(4)④⑤　(5)⑨　(6)⑧⑩

13．某化學(xué)興趣小組用回收的鎂鋁合金制取氫氣�，F(xiàn)有10.8 g鎂鋁合金，下列說法正確的是(　)

A．常溫下與足量18 mol·L^－1 H₂SO₄溶液反應(yīng)，最多可放出0.6 mol H₂

B．常溫下與足量2 mol·L^－1 HNO₃溶液反應(yīng)，最少可放出0.45 mol H₂

C．常溫下與足量2 mol·L^－1 H₂SO₄溶液反應(yīng)，放出H₂的物質(zhì)的量在0.45 mol-0.6 mol之

B間

D．常溫下與足量2 mol·L^－1 NaOH溶液反應(yīng)，放出H₂的物質(zhì)的量在0.45 mol-0.6 mol

之間

解析：A、B項中的酸與鎂鋁合金反應(yīng)不產(chǎn)生H₂；C、D項應(yīng)利用極值法解決，若10.8 g全為Mg，則放出H₂為0.45 mol，若10.8 g全為Al，則放出H₂為0.6 mol，由于10.8 g為鎂鋁的混合物，故放出H₂的物質(zhì)的量在0.45 mol-0.6 mol之間，C項正確；D項中只有鋁與堿反應(yīng)，只能確定放出的H₂小于0.6 mol。

答案：C

12．把Ba(OH)₂溶液滴入明礬溶液中，使SO全部轉(zhuǎn)化成BaSO₄沉淀，此時鋁元素的主要存在形式是(　)

A．Al³⁺　 　　 B．Al(OH)₃ 　　　 C．[Al(OH)₄]^－　 D．Al³⁺和Al(OH)₃

解析：明礬的化學(xué)式為KAl(SO₄)₂·12H₂O，當(dāng)SO全部轉(zhuǎn)化成BaSO₄沉淀時，Ba(OH)₂與KAl(SO₄)₂·12H₂O的物質(zhì)的量之比為2∶1，此時Al³⁺與OH^－的物質(zhì)的量之比為1∶4，所以鋁元素主要是以[Al(OH)₄]^－形式存在，故選C。

答案：C

11．將Na₂O₂逐漸加入到含有Al³⁺、Mg²⁺、NH的混合液中并微熱，產(chǎn)生沉淀和氣體的物質(zhì)的量(mol)與加入Na₂O₂的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示，則原溶液中Al³⁺、Mg²⁺、NH的物質(zhì)的量分別為(　)

A．2 mol、3 mol、8 mol　 　　　　　　　　　　 B．3 mol、2 mol、8 mol

C．2 mol、3 mol、4 mol　 　　　　　　　　　　 D．3 mol、2 mol、4 mol

解析：由2Na₂O₂+2H₂O===4NaOH+O₂↑，Al(OH)₃+NaOH===Na[Al(OH)₄]+2H₂O，故n(Al³⁺)＝(9－8)×2＝2 mol，根據(jù)圖像可知，生成8 mol氣體，消耗8 mol Na₂O₂(其中4 mol為O₂)，故n(NH)＝n(NH₃)＝4 mol，n(Mg²⁺)＝＝3 mol。

答案：C