Question

鎂、鋁、鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用

I：實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4，主要流程如下：

（1）已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10-11，Ksp[Al(OH)3]=3×10-34，該溫度下向濃度均為0．01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成 沉淀(填化學(xué)式)。

（2）高溫焙燒時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，洗滌沉淀時的方法是 。

（3）常溫下如果向AlCl3飽和溶液中不斷通人HCl氣體，可析出AlCl3·6H2O晶體，結(jié)合化學(xué)平衡移動原理解釋析出晶體的原因： 。

Ⅱ：某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)將一定量的鐵與濃硫酸加熱時，觀察到鐵完全溶解，并產(chǎn)生大量氣體。為此，他們設(shè)計了如下裝置驗證所產(chǎn)生的氣體。

（1）G裝置的作用是 。

（2）證明有SO2生成的現(xiàn)象是 ，為了證明氣體中含有氫氣，裝置E和F中加入的試劑分別為 、 。

（3）若將鐵絲換成銅絲，反應(yīng)后的溶液沒有出現(xiàn)預(yù)計的藍色溶液，而出現(xiàn)了大量白色固體，原因是 。

 

Answer 1

I（1）Al(OH)3

（2）2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O （2分） 向置于過濾器上的沉淀加蒸餾水至完全沒過沉淀，待其自然流盡后，重復(fù)二到三次即可（2分）

（3）AlCl3飽和溶液中存在溶解平衡：AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl?(aq)+6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl?)增大，平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3?6H2O晶體。（3分）

II（1）防止空氣中的H2O進入F（2分）

（2）酸性高錳酸鉀溶液褪色（2分） CuO、CuSO4（各1分）

（3）濃硫酸中的水很少（2分）

【解析】

試題分析：I（1）根據(jù)Ksp[Mg(OH)2]可求出Mg2+再轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀OH?濃度，c(Mg2+)?c2(OH?)=1．8×10-11，因為c(Mg2+)=1/2c(OH?)，則1/2c3(OH?)=1．8×10-11， Ksp[Al(OH)3]=1/3 c4(OH?)=3×10-34，比較可得恰好生成Al(OH)3時，OH?濃度小，所以先生成Al(OH)3沉淀。

（2）根據(jù)流程圖，高溫焙燒時的反應(yīng)物為Mg(OH)2和Al(OH)3，生成物為MgAl2O4和4H2O，配平可得化學(xué)方程式：2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O；沉淀洗滌的方法為：向置于過濾器上的沉淀加蒸餾水至完全沒過沉淀，待其自然流盡后，重復(fù)二到三次即可。

（3）AlCl3飽和溶液中存在沉淀溶解平衡：AlCl3?6H2O(s)Al3+(aq)+3Cl?(aq)+6H2O(l)，通入HCl氣體使溶液中c(Cl?)增大，平衡向析出固體的方向移動從而析出AlCl3?6H2O晶體。

II（1）因為該實驗要檢驗是否有H2O生成，所以裝置G盛放物質(zhì)為堿石灰，作用是防止空氣中的H2O進入F。

（2）SO2具有還原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，所以證明有SO2生成的現(xiàn)象是酸性高錳酸鉀溶液褪色；為了證明氣體中含有氫氣，裝置E和F中加入的試劑分別為CuO、CuSO4，若含有H2，H2可把CuO還原為Cu，生成的H2O能與CuSO4反應(yīng)生成藍色的CuSO4?5H2O。

（3）濃硫酸中的水很少，CuSO4沒有溶解，以CuSO4固體的形式存在，為白色。

考點：本題考查化學(xué)流程的分析、化學(xué)方程式的書寫、沉淀溶解平衡、化學(xué)實驗方案的分析。