Question

【題目】已知A是一種紅棕色金屬氧化物，B、D是常見的金屬單質，J是一種難溶于水的白色化合物，受熱后容易發生分解。

（1）寫出下列物質的化學名稱：A：_________I：_________J：_________G：_________

（2）寫出C→I的離子方程式：_____________________________________________________。

（3）寫出F→G實驗現象：_________________________________________________________。

（4）將一定量A和C混合物溶于100mL稀硫酸中，向反應后的溶液中緩慢加入NaOH溶液，加入NaOH溶液的體積與生成沉淀的質量關系如圖所示，試回答：

①混合物中含A的質量為______________；

②所用硫酸溶液物質的量濃度為___________。

Answer 1

【答案】三氧化二鐵 偏鋁酸鈉 氫氧化鋁 氫氧化鐵 Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O 白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 16g 6.5mol/L

【解析】

A是一種紅棕色金屬氧化物，則A是Fe2O3，B、D是金屬單質，A和B在高溫下能反應生成金屬單質D，則該反應是鋁熱反應，B是Al，D是Fe，C是Al2O3；J是一種不溶于水的白色化合物，受熱容易分解成C，則J是Al(OH)3，I是NaAlO2，氧化鋁和鹽酸反應生成氯化鋁，所以H是AlCl3；G是紅褐色沉淀，分解生成氧化鐵，則G是 Fe(OH)3，F是 Fe(OH)2，鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，E和氨水反應生成 Fe(OH)2，則E是 FeCl2，據此分析解答。

(1)根據上面的分析可知A為Fe2O3，I是NaAlO2，J是Al(OH)3，G是Fe(OH)3，故答案為：三氧化二鐵；偏鋁酸鈉；氫氧化鋁；氫氧化鐵。

(2)氧化鋁是兩性氧化物，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，C→I的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

(3)F→G為氫氧化亞鐵與氧氣、水共同作用生成氫氧化鐵，化學方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，現象為白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，故答案為：白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；

(4)A和C的混合物為Fe2O3 和Al2O3的混合物，溶于100mL稀硫酸中，生成鐵離子和鋁離子；根據圖像可知，加入氫氧化鈉溶液后，開始沒有沉淀生成，說明硫酸溶解氧化鋁、氧化鐵后硫酸有剩余；隨著堿量的增加，沉淀逐漸增多，達到最大值，堿過量，氫氧化鋁溶解，氫氧化鐵不溶解。

①根據21.4g沉淀的質量是氫氧化鐵的質量，氫氧化鐵的物質的量是=0.2mol，根據鐵元素守恒，所以氧化鐵的物質的量是0.1mol，Fe2O3的質量是0.1mol×160g/mol=16g，故答案為：16g；

②從260-300mL，NaOH溶解Al(OH)3，發生反應：NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，氫氧化鋁的質量是：37g-21.4g=15.6g，即=0.2mol，消耗NaOH為0.2mol，所以氫氧化鈉的濃度=5mol/L；當V(NaOH)=260mL時，沉淀量最大，此時沉淀為Fe(OH)3和Al(OH)3，溶液中溶質為Na2SO4；根據鈉元素守恒：2n(Na2SO4)=n(NaOH)，n(Na2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.26L×5 mol/L =0.65mol；根據硫酸根離子守恒：n(H2SO4)=n(Na2SO4)=0.65mol，則c(H2SO4)==6.5mol/L，故答案為：6.5mol/L。