Question

【題目】鋁及化合物有極其重要的用途。

(一)鋁的廣泛應用

(1)鋁是很活潑的金屬，但用鋁制作的炊具卻耐腐蝕，其原因是________________________。使用鋁制炊具會使人體攝入過量的“鋁”，導致記憶力減退等許多不良癥狀。這里的“鋁”是指_____________。

A. 單質 B. 元素 C. 原子 D. 分子

(2)鋁的化學性質比較活潑，還能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉(化學式為NaAlO2)和一種可燃性氣體，寫出該反應的化學方程式________________________。

(二)硫酸鋁銨晶體制取的探究

硫酸鋁銨是一種用途廣泛的含鋁化合物。以某鋁土礦(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3雜質)為原料制硫酸鋁銨晶體（(NH4)aAlb(SO4)c·xH2O）的流程如下：

(3)有關上述流程的說法正確的是______。

a.“有序除雜、提純”中有先加過量稀鹽酸再過濾，該做法的目的是除去SiO2

b. 稀硫酸過量的目的只是保證Al2O3溶解完全

(三)硫酸鋁銨晶體分解的定性探究

硫酸鋁銨熱分解可得到納米氧化鋁。興趣小組設計實驗探究硫酸鋁銨晶體受熱分解的產物。

(4)甲組同學設計了如圖1所示實驗裝置：

① 實驗中，裝置B中觀察到的現象是_________________。

② 裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知分解的產物中有______(寫化學式)。

(5)乙組同學認為硫酸鋁銨晶體受熱分解的產物中還有SO2、SO3和N2。為進行驗證，用甲組實驗中的裝置A和上圖2所示裝置連接進行實驗。觀察到裝置E中______，證明了有SO3生成；而F裝置中_____________、H最終沒有脹大，表明沒有SO2和N2生成。

(四)硫酸鋁銨晶體成分的定量探究

(6)為確定硫酸鋁銨晶體的組成，進行如下實驗：

（實驗1）稱取45.3g樣品與足量氯化鋇溶液充分反應，生成白色沉淀46.6g。

（實驗2）稱取45.3g樣品在空氣中持續加熱，測定剩余固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示。

①固體H是T1℃剛好完全失去結晶水的產物，則結晶水的個數x＝_____________。

②T3℃時固體M的化學式_____________。

③請寫出T2℃→T4℃段發生反應的總化學方程式：________________________。

Answer 1

【答案】 表面形成致密而結實的氧化膜 B 2NaOH + 2Al + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑ a 變藍色 NH3 產生白色沉淀 不褪色或無現象 12 Al2(SO4)3 2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑ + H2O ↑ + 2NH3 ↑

【解析】(一) (1)鋁是很活潑的金屬，但用鋁制作的炊具卻耐腐蝕，其原因是常溫下，鋁和空氣中的氧氣緩慢反應生成致密的氧化鋁保護膜，阻止鋁的進一步銹蝕；使用鋁制炊具會使人體攝入過量的“鋁”，導致記憶力減退等許多不良癥狀。這里的“鋁”是指元素； (2)據質量守恒定律可知反應前后元素的種類不變，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉(化學式為NaAlO2)和可燃性氣體(氫氣)，該反應的化學方程式2NaOH + 2Al + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑；(二)(3) a.二氧化硅和鹽酸不反應。“有序除雜、提純”中有先加過量稀鹽酸再過濾，該做法的目的是除去SiO2，正確b. 稀硫酸過量的目的是保證Al2O3、氧化鐵都溶解完全，錯誤；(三) (4) ① 硫酸銅和水結合生成藍色的硫酸銅晶體，實驗中，裝置B中觀察到的現象是白色固體變藍，證明有水生成；②氨氣溶于水產生氨水，顯堿性，能使無色酚酞試液變紅， 裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知分解的產物中有氨氣：NH3；(5)三氧化硫和水反應生成硫酸，硫酸和氯化鋇反應生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀。觀察到裝置E中產生白色沉淀，證明了有SO3生成；二氧化硫有還原性，能使高錳酸鉀褪色，而F裝置中高錳酸鉀溶液沒有褪色，H最終沒有脹大，表明沒有SO2和N2生成；(四)【實驗2】化學式中原子（或原子團）的個數比為最簡整數比。①固體H是T1℃剛好完全失去結晶水的產物，(45.3-23.7)÷18=1.2，則結晶水的個數x=12；②硫酸鋁的相對分子質量是342，由T3℃時固體M的質量是17.1g,可推知M為硫酸鋁，化學式為Al2(SO4)3；③ 由題中信息可知，T2℃時，硫酸鋁銨晶體失去結晶水，成為硫酸鋁銨，硫酸鋁銨分解的最終產物是氧化鋁、氨氣、三氧化硫、水，T2℃→T4℃段發生反應的總化學方程式：2 NH4Al(SO4)2 Al2O3 + 4SO3 ↑+ H2O ↑ + 2NH3 ↑ 。