高考化学二轮复习 阶段检测卷（五）铝、氮与其他元素的融合加试题（含解析）

阶段检测卷(五)铝、氮与其他元素的融合加试题1(12分)在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化：请填写下列空白：(1)孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的F是_。(2)写出明矾与过量NaOH溶液反应的离子方程式：_。(3)图中所得G和D都是固体，混和后在高温下可以发生反应，写出该反应的化学方程式：_。(4)每生成1 mol D，同时生成_mol E。答案(1)CO2(或二氧化碳)(2)Al34OH=AlO2H2O(3)3CuO2AlAl2O33Cu(4)解析A是NaAlO2，反应离子方程式Al34OH=AlO2H2O；孔雀石受热分解的反应式为CuCO3Cu(OH)22CuOCO2H2O；F是CO2，G是CuO。A、F发生的反应式是CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO，沉淀是Al(OH)3，受热分解后生成Al2O3(B)和水。Al和CuO的反应，类似于铝热反应。第四问可根据2Al2O34Al3O2计算。2(12分)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2、K杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：_。(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？_。(3)溶液a中存在的离子有_；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么？_，为此，改进方法是_。 答案(1)Mg22OH=Mg(OH)2、Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)不能，因为在Al3与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开(3)Cl、K、AlO、H、OH、Na因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO时，需要控制盐酸的量，以防止部分铝转化成Al3通入过量二氧化碳气体3(10分)(2016宁波质检)工业上用铝土矿(主要成分Al2O3、Fe2O3)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下图所示。(1)写出步骤中发生反应的化学方程式：_。 (2)写出滤液(甲)中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液(乙)所发生反应的离子方程式：_。(3)写出步骤中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式：_。答案(1)Al2O36HCl=2AlCl33H2O、Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(2)Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO34(12分)欲将MgCl2、AlCl3的混合溶液分离开，某同学设计了如下方案： (1)试剂应选用_(填“NaOH溶液”或“氨水”)。该试剂的用量是_(填“过量”或“少量”)。 (2)过滤后所得沉淀需进行洗涤，洗涤的方法是_。(3)写出生成溶液的离子方程式：_。(4)以上实验设计明显存在缺陷，请将其指出_。答案(1)NaOH溶液过量(2)在过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，然后使水自然流下，重复23次即可(3)Al34OH=AlO2H2O或分步写：Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2O(4)所得AlCl3溶液中混有NaCl解析欲分离Mg2、Al3必须利用Al(OH)3既溶于强酸又溶于强碱，而Mg(OH)2只能溶于强酸的性质差异。5(10分)将镁、铝的混合物0.1 mol溶于100 mL 2 molL1的H2SO4溶液中，然后再滴加1 molL1的NaOH溶液。请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示。当V1160 mL时，则金属粉末中n(Mg)_mol，V3_mL。(2)若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)_mL。(3)若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 molL1的硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 molL1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是_。答案(1)0.06440(2)400(3)0.5a1解析(1)V1160 mL即用于中和过量的H的OH是0.16 mol，与Mg、Al反应的H为0.1 L2 molL120.16 mol0.24 mol，由n(Mg)n(Al)0.1 mol，2n(Mg)3n(Al)0.24 mol，解得n(Mg)0.06 mol。使Mg2、Al3刚好沉淀完全时，相当于NaOH与原H2SO4恰好反应(溶质只有Na2SO4)，即V2400 mL，使0.04 mol Al(OH)3完全溶解又消耗0.04 mol即40 mL NaOH溶液，故V3440 mL。(2)由(1)知答案V2400 mL。(3)由题意知，当加入400 mL 1 molL1 的NaOH溶液时，恰好使Mg2、Al3沉淀完全，即50 mL NaOH溶液能使产生的Al(OH)3完全溶解，而产生的Al(OH)3的物质的量为0.1(1a) mol，那么(50103)L1 molL10.1(1a) mol，解得a0.5，即0.5a1。6(15分)某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程，NH3的转化过程如下图所示。甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2(1)仪器a的名称是_，装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_(填字母)。a使氨气和氧气充分混合b控制通入氨气和氧气的体积比c平衡装置内的压强d锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，他认为成功模拟了过程的反应，原因是其观察到_(填支持其观点的实验现象)；甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_，若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为_L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)；从所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶体的方法是将溶液蒸发浓缩、_、过滤、洗涤、干燥。(3)乙同学为模拟过程的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_(填字母)。a关闭K3并熄灭酒精灯b关闭K4并熄灭酒精灯c关闭K3、K4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是_。答案(1)长颈漏斗d(2)(G处圆底烧瓶中)有红棕色气体产生3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O2.24冷却结晶(3)a(4)缺少尾气处理装置解析(1)根据仪器a的构造特点判断仪器a的名称是长颈漏斗；氨气的干燥用碱石灰，应放在干燥管中，故装置B、D的作用是制取纯净、干燥的氨气，装置A、C的作用是制取纯净、干燥的氧气，装置A为固液不加热制备气体的装置，结合题给试剂判断装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2OO2；装置E有多种作用，如使氨气和氧气充分混合，通过观察产生气泡的速率控制通入氨气和氧气的体积比，平衡装置内的压强，但氨气极易溶于水，锥形瓶内液体不应是饱和食盐水，选d。(2)分析甲同学的实验方案，反应一段时间后，一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，原因是其观察到(G处圆底烧瓶中)有红棕色气体产生；将甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置铜和稀硫酸的混合物中，一段时间后，溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O；由反应方程式知若制得纯净的CuSO4溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比为32，n(H2SO4)0.15 L1 molL10.15 mol，则需硝酸的物质的量为0.1 mol，又氨气按的顺序完全转化为硝酸，根据氮原子守恒，理论上所需氨气的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L；从所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶体的法是将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)甲同学操作使G处圆底烧瓶中含有硝酸蒸气，若要制得硝酸铵，应再通入一定量的氨气，操作为关闭K3并熄灭酒精灯，选a。(4)该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，该设计缺陷是缺少尾气处理装置。7(16分) AG及X、Y均是中学化学常见物质，其中A是金属氧化物，B、D、E、F、G在常温下为气体且B为红棕色，C是红色的金属单质。它们之间有如下转化关系(其中反应的产物中的水已略去)。(1)写出反应的离子方程式_。(2)写出反应的离子方程式_。(3)写出电解X溶液的阳极反应式_。(4)写出反应的化学方程式_。(5)若使F按下列途径完全转化为Y，则参加反应的F与整个过程中消耗D的物质的量之比为_。答案(1)3NO2H2O=2H2NONO(2)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O(3)4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)(4)2NH33CuON23Cu3H2O(5)12解析根据题目已知条件及物质之间的转化关系可知：X是Cu(NO3)2；Y是HNO3；A是CuO；B是NO2；C是Cu；D是O2；E是NO；F是NH3；G是N2。(1)反应的离子方程式是3NO2H2O=2H2NONO。(2)反应的离子方程式是Cu4H2NO=Cu22NO22H2O。(3)在Cu(NO3)2溶液中阴离子的放电能力：OHNO，所以电解该溶液的阳极反应式是4OH4e=O22H2O或2H2O4e=O24H。(4)反应的化学方程式是2NH33CuON23Cu3H2O。(5)该转化的方程式是4NH35O24NO6H2O；2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO。将后两个式子进行叠加得到总方程式：4NO3O22H2O=4HNO3。则n(NH3)n(O2)4812。8(13分)A、B、C、D、F是常见的化合物，其中F在常温下是一种无色液体，D为强酸，请根据下图转化关系(反应条件及部分产物已略去)，回答下列问题：(1)若A、B、C、D均为含硫元素的化合物，A是一种常见的矿石的主要成分，且A的摩尔质量为120 gmol1反应的化学方程式为_。(2)若A、B、C、D均为含氮元素的化合物，且A的一个分子中只含有10个电子，则：A分子式为_；反应的离子方程式为_；取Cu和Cu2O的混合物样品12.0 g，加入到足量的D的稀溶液中，用排水法收集产生的气体，标准状况下其体积为2.24 L，则样品中Cu2O的质量为_g。答案(1)4FeS211O22Fe2O38SO2(2)NH3 3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O4.32解析(1)A是一种常见的矿石的主要成分，且A的摩尔质量为120 gmol1，则A是FeS2，E为O2，则反应的化学方程式为4FeS211O22Fe2O38SO2。(2)A、B、C、D均为含氮元素的化合物，A的一个分子中只含有10个电子，则A是NH3；E是氧气，B是NO，C是NO2，F是水，D为硝酸，所以反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O；设Cu和Cu2O的物质的量分别为x、y，根据得失电子守恒，2.24 L/22.4 Lmol132x2y，二者的质量为12.0 g，所以有64x144y12，解得y0.03 mol，因此Cu2O的质量是0.03 mol144 gmol14.32 g。