2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)21 反應(yīng)熱 蓋斯定律檢測(cè)與評(píng)估
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1、2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)21反應(yīng)熱蓋斯定律檢測(cè)與評(píng)估 一、單項(xiàng)選擇題 1. 已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量變化如下圖所示,下列敘述中正確的是() A. 每生成2分子AB吸收bJ熱量 B. 該反應(yīng)熱4H=+(a-b)kJ?mol-i C. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D. 斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵,放出aJ能量 2. (xx?重慶卷)已知:P(g)+6Cl(g)4PCl(g)△H=akJ?mol-i,P(g)+10Cl(g)4PCl(g)△ 423425 H=bkJ?mol-1,P具有正四面體結(jié)構(gòu),PCl中P—C
2、l鍵的鍵能為ckJ?mol-1,PCl中P—Cl鍵的鍵 453 能為1.2cJ?mol-1。下列敘述正確的是() A. P—P鍵的鍵能大于P—Cl鍵的鍵能 B. 可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反應(yīng)熱4H C. Cl—Cl鍵的鍵能為(b-a+5.6c)J?mol-1 D. P—P鍵的鍵能為(5a-3b+12c)kJ?mol-1 3. (xx?江蘇卷)已知:C(s)+O,g)CO2(g)△H CO2(g)+C(s)2CO(g)△H2 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H3 4Fe(s)+30(g)2FeO(s)△H 2 234 3CO(g)+FeO(
3、s)3CO(g)+2Fe(s)△H
2 325
下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()
A. △H>0,△H<0B.△H>0,△H>0
1 324
C.△H=△H+△HD.△H=△H+△H
1 23345
4. (xx?全國(guó)卷II)室溫下,將1mol的CuSO?5HO(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為△H,
421
將1mol的CuSO(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高,熱效應(yīng)為^H;CuSO?5HO受熱分解的化學(xué)方程式
4242
為CuSO?5HO(s)CuSO(s)+5HO(l),熱效應(yīng)為厶H。則下列判斷正確的是()
42423
A.△H>AHB.△H 4、313
C.△H+△H=△HD.△H+△H=△H
1 32123
5. (xx?全國(guó)卷II)在1200€時(shí),天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng):
H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(g)△H1
2H2S(g)+S02(g)S2(g)+2H2O(g)△H2
2 2222
H2S(g)+O2(g)S(g)+H2O(g)△H3
2S(g)S(g)△H
24
則AH的正確表達(dá)式為()
4
A. AH=(AH+AH-3AH)
4123
B. AH=(3AH-AH-AH)
4312
C. AH=(AH+AH-3AH)
4123
D. AH=(AH-AH-3AH)
5、
4123
6. 25°C,101kPa時(shí),強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kj?mol-i,辛烷的燃燒熱為5518J?mol-1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()
A. 2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+20H-(aq)BaSO(s)+2HO(l)AH=-57.3J?mol-1
42
B. KOH(aq)+HSO(aq)KSO(aq)+HO(l)AH=-57.3kJ?mol-1
C. CH(l)+O(g)8CO(g)+9HO(g)AH=-5518kJ?mol-1
818222
D. 2CH(g)+25O(g)16CO(g)+18HO(l)AH=-55 6、18kJ?mol-1
818222
7. (xx?安徽江淮十校聯(lián)考)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)AH=-57.3kJ?mol-1。則下列熱化學(xué)
方程式正確的是()
A. CHCOOH(aq)+NaOH(aq)CHCOONa(aq)+HO(l)AH=-57.3kJ?mol-1
B. HSO(aq)+Ba(OH)(aq)BaSO(s)+2HO(l)AH=-114.6kJ?mol-1
2 4242
C. HCl(aq)+NaOH(s)NaCl(aq)+HO(l)AH=-57.3kJ?mol-1
D. HI(aq)+KOH(aq)KI(aq)+HO(l)AH=-57.3 7、kJ?mol-1
&(xx?浙江衢州一中)單斜硫和正交硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的能量變化圖如下圖所示,下列說法正
確的是()
能量
① S(s,單斜)+0血)
② S(s,正交)+C)2(g))11
\H亍\\A^=—297.16kJ?mol1
-296.83kJ*mol"111
“\\,SO/g)
反應(yīng)過程
A. S(s,單斜)S(s,正交)△H=+0.33kJ?mol-i
B. 正交硫比單斜硫穩(wěn)定
C. 相同物質(zhì)的量的正交硫比單斜硫所含有的能量高
D. ①表示斷裂1mol02中的共價(jià)鍵所吸收的能量比形成1molSO?中的共價(jià)鍵所放出的能量少
297.16kJ
二、非選 8、擇題
9. 判斷正誤,正確的畫“V”,錯(cuò)誤的畫“X”。
(1) S(s)+O2(g)SO3(g)△H=-315kJ?mo,△H即為該反應(yīng)的燃燒熱()
(2) NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+HO(l)△H=-57.3kJ?mol-1,△H即為該反應(yīng)的中和熱()
(3) 已知H+(aq)+OH-(aq)HO(l)△H=-57.3kJ?mol-1,貝^HSO和Ba(OH)反應(yīng)的中和熱△H=2
2242
X(-57.3)kJ?mol-1()
⑷已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)△H=-57.3kJ?mol-1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mo 9、l水時(shí)放出的熱量小于57.3kJ()
(5)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)△
H=-192.9kJ?mol-1,貝lJCH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ?mol-1()
10. (xx?江蘇高考改編)
(1) 白磷(P)可由Ca(PO)、焦炭和SiO在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:
43422
2Ca(PO)(s)+10C(s)6CaO(s)+P(s)+10CO(g)△H=+3359.26kJ?mol-1
3 4241
CaO(s)+SiO(s)CaSiO(s)△H=-89.61kJ?mol 10、-1
2 32
2Ca(PO)(s)+6SiO(s)+10C(s)6CaSiO(s)+P(s)+10CO(g)△H
3 422343
貝仏H=kJ?mol-1。
(2) 紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的
△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。
根據(jù)右圖回答下列問題:
① P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式為。
② 工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行,先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3,然后降溫,再和Cl2反應(yīng)
生成PC1。原因。
5
③ P和Cl分兩步反應(yīng)生成1molPCl的厶H=,P和 11、Cl一步反應(yīng)生成1molPCl的厶H
253254
(填“大于”、“小于”或“等于”)△H3。
11. (1)(XX?全國(guó)卷I)乙酸是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。間接水合法是指現(xiàn)將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。
① 寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式:—
② 已知:甲醇脫水反應(yīng)為2CHOH(g)CHOCH(g)+HO(g)△H=+23.9kJ?mol-1
甲醇制烯烴反應(yīng)為2CHOH(g)CH(g)+2HO(g)△H=+29.1kJ?mol-1
3 2422
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)為CHOH(g)CHOCH(g)△H=+50. 12、7kJ?mol-1
25333
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H20(g)C2H5OH(g)的4H=kJ?mol-】。與間接水合法相
比,氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)—
(2) (xx?北京卷)NO是汽車尾氣中的主要污染物之一。
X
① NO能形成酸雨,寫出NO轉(zhuǎn)化為HNO的化學(xué)方程式:。
X23
② 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化示意圖如下:
NzS」mol-].
+-1D3kJ?rnol?12NO(g)
>2(Xg)
寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。
(3) (xx?四川卷)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25°C、101kPa時(shí):
HO(g 13、)H0(l)△H=-44kJ?mol-i
222
2S0(g)+0(g)+2H0(g)2HS0(l)△H=—545kJ?mol-i
222243
則:①S03(g)與H20(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
②已知:焙燒明磯的化學(xué)方程式為4KAl(S0)?12H0+3S2KS0+2Al0+9S0+48H0。焙燒948t明
4 22242322
磯(M=474g?mol-1),若S02的利用率為96%,可生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸t(yī)。
12. (xx?各地模擬組合)
1molA2(g)+1molB2(g)
反應(yīng)進(jìn)程
O
(1) 已知化合反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB( 14、g)的能量變化如右圖所示,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程
式:。
(2) 金屬鈉和C0在常壓、890°C發(fā)生如下反應(yīng):
2
4Na(g)+3C0(g)2NaC0(l)+C(s,金剛石)△H=-1080.9kJ?mol-1
由CO,(g)+4Na(g)2N^0(s)+C(s,金剛石)△H=-357.5kJ?mol-1;
則Na20固體與C(金剛石)反應(yīng)得到Na(g)和液態(tài)NaRO/l)的熱化學(xué)方程式
為。
專題五化學(xué)反應(yīng)與能量變化
課時(shí)21反應(yīng)熱蓋斯定律
1. B【解析】由圖示可知生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;1molA2(g)與1molB2(g)反應(yīng)生成2molAB(g 15、)吸收(a-b)kJ熱量,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;化學(xué)鍵斷裂吸收能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2. C【解析】由于P原子半徑大于Cl原子,故P—P鍵的鍵能小于P—Cl鍵的鍵能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因
PCl5固態(tài)和氣態(tài)間轉(zhuǎn)化的熱效應(yīng)不確定,Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反應(yīng)熱△H不可求,B項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)Cl—Cl鍵的鍵能為x,P—P鍵的鍵能為y,則有:6y+6x-12X1.2c=a,6y+10x-20c=b,解得x=(b-a+5.6c)kJ?mol-1,y=(5a-3b+12c)kJ?mol-1,故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3. C【解析】根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),碳燃燒放熱,△H1<0,二氧化碳和碳反應(yīng)吸熱,△H2〉 16、0,C0燃燒放熱,△H<0,鐵和氧氣反應(yīng)放熱,△H<0,CO還原氧化鐵放熱,△H〈0;△H=△H+△H,C項(xiàng)正確;根據(jù)
3 45123
反應(yīng)3AH=2AH+2AH,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3 45
4. B【解析】根據(jù)題意,發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
CuSO?5HO(s)溶于水(溶液溫度降低,該過程為吸熱過程):
42
CuSO?5HO(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5HO(l)
△ H>0
1
CuSO(s)溶于水(使溶液溫度升高,該過程為放熱過程):
4
CuSO(s)Cu2+(aq)+S(aq)△H<0
42
CuSO?5HO(s)受熱分解的熱化學(xué)方程式為
42
17、CuSO?5HO(s)CuSO(s)+5HO(l)△H
4 2423
根據(jù)蓋斯定律可知:△H3=ahi-aH2>o
根據(jù)上述分析,△H〈0,△H>0,所以A項(xiàng)錯(cuò)誤;△H=△H-△H(△H<0),所以△H〉△H,B項(xiàng)正確;
23312231
△ H=△H-△H,C項(xiàng)錯(cuò)誤;△H+△H〈△H,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
312123
5. A【解析】給題中方程式依次編號(hào)為①、②、③、④,①+②-③X3得
3S(g)S(g)(△H+AH-3AH)
2123
故2S(g)S(g)△H=(AH+AH-3AH)
24123
6. B【解析】中和熱的標(biāo)準(zhǔn)是生成1molH2O(l)時(shí)所放出的熱量,A項(xiàng)不 18、符合中和熱的定義;燃燒熱要求必須生成穩(wěn)定的氧化物,C項(xiàng)中生成水為氣態(tài),應(yīng)該為液態(tài);D項(xiàng)中辛烷的物質(zhì)的量不是1mol,D項(xiàng)中△H=-11036kJ?mol-i才正確。
7. D【解析】CHCOOH是弱酸,其電離會(huì)吸熱,A不正確;S與Ba2+反應(yīng)生成BaSO會(huì)放熱,B不正
34
確;NaOH固體溶解會(huì)放熱,C不正確;HI是強(qiáng)酸,D正確。
&B【解析】根據(jù)蓋斯定律得:S(s,單斜)S(s,正交)△H=-0.33kJ?mol-1,可知單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫時(shí)要放出熱量,正交硫的能量較低,較穩(wěn)定,故A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確;相同物質(zhì)的量的正交硫比單斜硫所含有的能量低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;①表示斷裂1molS(s,單 19、斜)和1molO/g)中的共價(jià)鍵
所吸收的能量比形成1molSO2(g)中的共價(jià)鍵所放出的能量少297.16kj?mol-】,D錯(cuò)誤。
9. (1)X(2)V(3)X(4)V(5)X
【解析】(1)硫燃燒的穩(wěn)定氧化物是二氧化硫;(3)中和熱不變;(4)醋酸是弱電解質(zhì),所以電離時(shí)要吸收一定的熱量;(5)燃燒熱是生成穩(wěn)定的氧化物。
10. (1)+2821.6
(2)①P(s)+C|(g)PC|(g)△H=-306kj?mol-i
② 兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),降低溫度有利于提高產(chǎn)率,防止產(chǎn)物分解③-399J?mol-1等于
【解析】(1)依據(jù)蓋斯定律,將“上式+下式X6”,即得所求反應(yīng) 20、的4H=+3359.26
kj?mol-1+(-89.61kj?mol-1)X6=+2821.6J?mol-1。(2)①由圖可以看出,1molP在Cl?中完全燃燒放出的熱量為306Jmol-1,所以P與Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為P(s)+Cl2(g)PCl(g)△H=-306kJ?mol-1。②由圖可知,P與Cl反應(yīng)生成PCl,PCl和Cl進(jìn)一步反應(yīng)生成PCl,
3 23325
都是放熱反應(yīng),分兩步進(jìn)行且第二步降低溫度,有利于PCl的生成,防止PCl的分解。③由蓋斯定
55
律知,一步生成PCl和兩步生成PCl的總熱效應(yīng)相等,即△H=-399J?mol-1。
5 5 21、3
11. (1)①CH=CH+HSOCHOSOH、
2 224253
CHOSOH+HOCHCHOH+HSO
25323224
②-55.9減少污染,減少對(duì)設(shè)備的腐蝕
(2) ①3NO+HO2HNO+NO
223
②N(g)+02(g)2NO(g)△H=+183J?mol-1
(3) ①SO(g)+HO(l)HSO(l)△H=-130kJ?mol-1②432
3224
【解析】(1)①乙烯與硫酸發(fā)生加成反應(yīng)生成硫酸氫乙酯,硫酸氫乙酯再通過取代反應(yīng)得到乙醇。
CH=CH+HSOCHOSOH
2224253
CHOSOH+HOCHCHOH+HSO
25323224
22、
②通過蓋斯定律,-△電+AH]-△^=-55.9J?mol-1。比較兩種流程,可看出氣相直接水合法減少反應(yīng)步驟,增大產(chǎn)物的產(chǎn)率,同時(shí)減少污染物的排放;不用硫酸作反應(yīng)物,減少對(duì)設(shè)備的腐蝕。
(2)分析下圖:
沁)-二y叫)
2X(—-ru:l
-<0(g>-
打破lmol%中的化學(xué)鍵需要吸收能量945kJ,打破1mol0?中的化學(xué)鍵需要吸收能量498kJ,生成2molNO會(huì)放出能量2X630kJ。所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng):
N(g)+0,(g)2N0(g)△H=+183kJ?mol-i。
⑶①首先寫出該反應(yīng)為SO(g)+HO⑴HSO(l),利用蓋斯定律,將方程式進(jìn)行疊加: 23、(③-①-②
3224
X2),則厶H=X[-545kJ?mol-1-(T97kJ?mol-1)-(-44kJ?mol-1)X2]=T30kJ?mol-1;②結(jié)合
煅燒明磯的方程式可得關(guān)系式:4KAl(SO)?12HO~9SO~9HSO,可知煅燒948t明磯可得到質(zhì)量分
4 22224
數(shù)為98%的濃硫酸的質(zhì)量:
948x106gX-X96%X98g-mol-1
474g-mol-i4
98%
X10-6g?t-1=432t
12. (1)A(g)+B(g)2AB(g)△H=+(a-b)kJ?mol-1
(2)6NaO(s)+2C(s,金剛石)8Na(g)+2NaCO 24、(l)△H=-8.4kJ?mol-1
【解析】(1)由圖可知,生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H=+(a-b)kJ?mol-1o(2)根據(jù)蓋斯定律:(1)式-(2)式X3得之。
2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)18鋁及其化合物考點(diǎn)過關(guān)
鋁的化學(xué)性質(zhì)
【基礎(chǔ)梳理】
鋁元素是地殼中含量的金屬。常溫下,鋁被空氣里的氧氣氧化,在表面生
薄膜,阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與氧氣反應(yīng)。常溫下,鋁、鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)。
1. 鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng)
4Al+3O2(現(xiàn)象:在氧氣中劇烈燃燒、在空氣中加熱鋁片卷曲不)
2. 鋁與酸、堿溶液的反應(yīng)的離子方程式
2Al+6H+
25、2Al+2OH-+2HO
2
注意:等量的鋁分別和足量的鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)生成的氫。
微課1鋁熱反應(yīng)鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑,鋁熱反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實(shí)驗(yàn)裝置圖見右圖。鋁熱反應(yīng)先點(diǎn)燃鎂條,KClO3是助燃劑。
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(現(xiàn)象:火星四射、熔鐵滴落)
鋁熱反應(yīng)還可用于冶煉Ni、Mn、V等難熔金屬。如:10Al+3VO5AlO+6V等。
2 523
【典型例題】
(xx?上海浦東一模)稱取兩份鋁粉,第一份加入足量濃氫氧化鈉溶液,第二份加入足量鹽酸,如要放出等量的氣體,兩份鋁粉的質(zhì)量之比為()
A. 1:3B.3:1C.1:1D.4:3
[答案 26、]C
[解析]由反應(yīng):2Al+6H+2Al3++3Hf和2A1+2OH-+2HO2A1+3Hf,等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),生成的氫氣是一樣多的。
(xx?山東理綜)足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng),放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是()
A. 氫氧化鈉溶液B.稀硫酸C.鹽酸D.稀硝酸
[答案]A
[解析]Al與稀硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣,D項(xiàng)錯(cuò);Al與A、B、C反應(yīng)的關(guān)系式為2Al~2NaOH,2Al~3HSO,2Al~6HCl,由此可知與NaOH反應(yīng)時(shí),溶質(zhì)消耗最少,A項(xiàng)正確。
24
鋁與酸、堿反應(yīng)生成屯的量的關(guān)系
2
鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別如下:2Al+6H 27、Cl2AlCl+3Hf
32
2Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3Hf
222
從化學(xué)方程式可以看出:
(1) 等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣體積比:=。
(2) 足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比:=。
(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為<<,則必定是:
① 鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí),鋁過量而鹽酸不足;②鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí),鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。
鋁的重要化合物
【基礎(chǔ)梳理】
1. AlO與Al(OH)
233
⑴氧化鋁白色固體,熔點(diǎn)(2045°C),難溶于水, 28、是性氧化物。
(2) 氫氧化鋁是兩性氫氧化物。氫氧化鋁的電離方程式:
堿式電離:;
酸式電離:。
氫氧化鋁受熱分解:。
⑶人巴與Al(OH)3的比較
化合物
氧化鋁(Al2O3)
氫氧化鋁[Al(OH)J
物理性質(zhì)
白色固體、熔點(diǎn)高
白色膠狀物質(zhì),難溶于水
化學(xué)性質(zhì)
與酸反
應(yīng)
AlO+6H+
23
Al(OH)+3H+
3
與堿反
應(yīng)
AlO+2OH-
23
Al(OH)+OH-
3
加熱
2Al(OH)
3
制備方法
Al(OH)3加熱分解:
2Al(OH)
3
AlO+3HO
232
Al3+與氨水反應(yīng):Al3++N 29、H?HOAl(OH)+3N
323
Al溶液中通入CO氣體:Al+CO+2HOAl(OH);
2223
+HC
AlCl溶液中滴加NaAlO
32
溶液:Al3++3Al+6HO4Al(OH);
23
主要用途
作耐火材料、冶煉鋁的原料
制藥、凈水作用
2. Al3+、Al、Al(OH)之間的轉(zhuǎn)化
3
相關(guān)的離子方程式:
① Al(OH)+3H+
② AH++30H-(少量)
AH++3NH?HO
3 2
AH++3A1+6HO
2
③ Al3++40H-(過量)
④ A1+4H+(過量)
⑤ Al(OH)+OH-
⑥ A1+H+(少 30、量)+屯0
2A1+CO+3HO
22
(或Al+CO+2HO)
22
3. 明礬
明磯[KAl(SO)?12HO]是含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽,電離方程式為
422
KAl(SO)?12H0K++A13++2S+12H0。AW容易水解,生成膠狀的氫氧化鋁
4 222
Al(OH)3:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,氫氧化鋁膠體的吸附能力很強(qiáng),可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),
并形成沉淀,使水澄清。所以,明磯是一種較好的凈水劑。
微課2從鋁土礦冶煉金屬鋁的工藝流程鋁是地殼中含量最多的金屬元素,在自然界主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al 31、0,此外還含有少量SiO、FeO等雜質(zhì),冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過程是AlO的提純。
2322323
(以堿溶法為主)
堿溶法
【典型例題】
一、鋁的重要化合物的性質(zhì)
下列有關(guān)制取Al(OH)3的離子方程式不正確的是()
A. 向AlCl溶液中滴加過量NaOH溶液:Ah++3OH-Al(OH);
33
B. 向NaAlO溶液中通入過量的CO氣體:Al+CO+2HOAl(OH);+HC
22223
C. 向AlCl溶液中滴加NaAlO溶液:AW+3A1+6HO4Al(OH);
3 223
D. 向氯化鋁溶液中滴加過量氨水:Al3++3NH3?H2OAl(OH)」+ 32、3N
[答案]A
[解析]向AlCl3溶液中滴加過量NaOH溶液生成NaAlO2,離子方程式應(yīng)為Al3++4OH-Al+2H2O。
題組訓(xùn)練:
1. 下列物質(zhì)中既能跟稀硫酸反應(yīng),又能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是()
①NaHCO②(NH)SO③AlO④Al(OH)⑤Al
3 423233
A.①②③④⑤B.①③④⑤
C.③④⑤D.②③④⑤
[答案]A
[解析]NaHCO屬于酸式鹽,既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)。(NH)SO與硫酸反應(yīng)生成SO,與
34232
氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣。Al2O3、Al(OH)3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水,與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水。Al與 33、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣,Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣。所以選A。
2. 下列各組物質(zhì)的無色溶液,不用其他試劑即可鑒別的。
①NaOH、AlCl②NaHCO、HSO③NaAlO、NaHSO
332424
④NaCO、HCl⑤NaCO、NaHCO、Ca(OH)
232332
[答案]①③④
[解析]①中NaOH與AlCl3相互滴加的現(xiàn)象不同,當(dāng)剛滴入就出現(xiàn)白色沉淀,其滴入的是NaOH,當(dāng)剛滴入沒有出現(xiàn)白色沉淀,其滴入的是AlCl3。③中當(dāng)剛滴入就出現(xiàn)白色沉淀,其滴入的是NaHSO,當(dāng)剛滴入沒有出現(xiàn)白色沉淀,其滴入的是NaAlO。④中當(dāng)剛滴入就有氣體放出,其滴42
入 34、的是NaCO,反之當(dāng)剛滴入沒有氣體放出,其滴入的是HCl。②中無論怎么滴加,均出現(xiàn)氣體
23
放出。⑤中兩兩混合,無現(xiàn)象的是NaCO與NaHCO,再用余下的Ca(OH)分別與NaCO、NaHCO混
2332233
合,其現(xiàn)象一致,無法鑒別。
3. (xx?福建卷)常溫下,下列各組物質(zhì)中,Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是()
X
Y
Z
①
NaOH溶液
Al(OH)
3
稀硫酸
②
KOH溶液
SiO
2
濃鹽酸
③
O
2
N
2
H
2
④
FeCl3溶液
Cu
濃硝酸
A.①③B.①④C.②④D.②③
[答案]B
[解 35、析]①中Y是兩性氫氧化物,常溫下既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與稀硫酸反應(yīng);②中SiO2不能與濃鹽酸反應(yīng);③中叫與O2在高溫或者放電的條件下反應(yīng)生成NO;N2與h2在高溫高壓、催化劑的條件下反應(yīng)生成NH:④中在常溫下,2FeCl+Cu2FeCl+CuCl,4HNO(濃)+CuCu(NO)+2NOf+2HO,
332233222
B項(xiàng)正確。
4. 下列說法錯(cuò)誤的是()
A. Al2O3的熔點(diǎn)很高,可用于制造耐火材料
B. 無色溶液中可能大量存在Ab、N、Cl-、S2-
C. 常溫下,鋁遇濃硫酸會(huì)鈍化,可用鋁槽車運(yùn)輸濃硫酸
D. AlC|溶液中加入過量稀氨水的離子方程式:A13++3NH 36、?HOAl(OH);+3N
[答案]B
[解析]Al3+、S2-發(fā)生水解互促反應(yīng)不能大量共存,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氫氧化鋁不能與過量氨水反應(yīng),AlCl3中加入過量氨水,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3OAl(OH)「+3N,D項(xiàng)正確。
二、實(shí)驗(yàn)探究
(XX?江蘇卷)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于煙氣脫硫研究。
(1) 酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為;濾渣I的主要成分為(填化學(xué)式)。
(2)加CaCO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al(SO)轉(zhuǎn)化為
3243 37、
Al(SO)(OH)。濾渣II的主要成分(填化學(xué)式);若溶液的pH偏高,將會(huì)導(dǎo)致溶液中
24x6-2
鋁元素的含量降低,其原因是(用離子方程式表示)。
(3) 上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量,其主要原因
是;與吸收SO2前的溶液相比,熱分解后循環(huán)利用的溶液
的pH將(填“增大”、“減小”或“不變”)。
[答案](1)AlO+3HSOAl(SO)+3HOSiO
232424322
(2) CaSO3CaCO+2AL++3S+3HO2Al(OH)+3CaSO+3COf
4 32342
(3) 溶液中的部分S被氧化成S減小
[解析]⑴粉煤灰中的A 38、lO能與HSO反應(yīng)生成Al(SO),而SiO不能與HSO反應(yīng),因而濾
2324243224
渣I為SiO。(2)濾液為Al(SO),與CaCO反應(yīng)生成微溶物CaSO,因而濾渣II為CaSO。溶液中
2243344
存在Al3++3HOAl(OH)+3H+,CaCO+2H+Ca2++HO+COf,溶液的pH偏高,堿性增強(qiáng),會(huì)促進(jìn)AW水解,
23322
鋁元素容易轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而導(dǎo)致溶液中鋁元素含量降低。(3)+4價(jià)S具有較強(qiáng)還原性,溶液中的S容易被氧化為S。SO在水中溶解度較大且SO溶于水生成HSO,且加熱時(shí)部分HSO會(huì)被氧化222323
為酸性更強(qiáng)的H2SO4,因而比吸 39、收SO2前酸性增強(qiáng),pH減小。
某同學(xué)欲探究食品添加劑銨明礬NHAl(SO)?12HO高溫分解的情況。
4 422
(1) 預(yù)測(cè)產(chǎn)物:下列關(guān)于氣體產(chǎn)物的預(yù)測(cè)不合理的(填字母)。
A.NH、N、SO、HOB.NH、SO、HO
3222332
C.NH、SO、HOD.NH、N、SO、SO、HO
32232322
(2) 定性檢驗(yàn):取一定量銨明礬,設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)物。
①按圖示組裝儀器后,首先檢查整套裝置的氣密性,操作。
② 夾住止水夾屯,打開止水夾k2,用酒精噴燈充分灼燒。實(shí)驗(yàn)過程中,裝置V和導(dǎo)管中未見紅棕色氣體;試管C中的品紅溶液褪色;在支口處可檢驗(yàn)到NH,方法
3
40、
是;在裝置A與B之間的T形導(dǎo)管中出現(xiàn)白
色固體,該白色固體可能是(任填一種物質(zhì)的化學(xué)式)。
③ 分析得出裝置A試管中殘留的白色固體是兩性氧化物,寫出它溶于NaOH溶液的離子方程
式:。
④ 為了防止倒吸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)必須(填字母),然后熄滅酒精噴燈。
A.取出燒杯中的導(dǎo)管B.打開止水夾屯C.關(guān)閉止水夾屯
(3) 分析和結(jié)論:實(shí)驗(yàn)證明氣體產(chǎn)物是(1)D中的5種氣體。相同條件下測(cè)得生成%和SO2的體積比是定值,v(n2):v(so2)=。
[答案](1)C
(2)①關(guān)閉支口開關(guān)屯并打開K2,將最后的導(dǎo)管通入水中,微熱大試管,若看到從導(dǎo)管中出現(xiàn)氣泡,且停止加熱后在導(dǎo)管中上升一段水柱, 41、則證明氣密性好②打開K1,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口,出現(xiàn)白煙(NH)S0或(NH)SO或SO(酸式鹽及以上物質(zhì)的混合物也可)
4 244233
③ AlO+2OH-2A1+HO④B(或C或BC)
232
(3) 1:3
[解析](1)C只有硫元素化合價(jià)發(fā)生了變化,其他元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化,不可能發(fā)生。(2)①在組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,應(yīng)該先檢查裝置的氣密性,該裝置氣密性檢查的方法可以是:關(guān)閉支口開關(guān)人并打開k2,將最后的導(dǎo)管通入水中,微熱大試管,若看到從導(dǎo)管中出現(xiàn)氣泡,且停止加熱后在導(dǎo)管中上升一段水柱,則證明氣密性好。②打開K],用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近支口,若出現(xiàn)白煙,說明在支口 42、處可檢驗(yàn)到nh3。但不能用潤(rùn)濕的紫色石蕊試紙檢驗(yàn),產(chǎn)物可能有SO2,會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)。(3)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)守恒可以得出。
2N~N,若N為amol,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為amolX6=6amol
22
S~SO,若SO為bmol,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為bmolX2=2bmol
22
6a=2b
三、從鋁土礦冶煉鋁
工業(yè)上從鋁土礦(主要成分是AlO?xHO、SiO、FeO等)提取純AlO作冶煉鋁的原料,提取時(shí)
23222323操作過程如下圖所示,圖中操作錯(cuò)誤的是()
A.④⑤B.③④C.②⑤D.①②
[答案]A
[解析]NaAlO2溶液中加入過量鹽酸,得不到Al(OH)3沉淀,所以第④步錯(cuò)誤 43、,應(yīng)該通入匹氣體。Al(OH)3沉淀干燥不會(huì)發(fā)生分解,或者不完全分解,只有加熱灼燒,才能得到干燥的Al2O3,第⑤步錯(cuò)誤。第①步灼燒也顯多余。
鋁是用途廣泛的金屬材料,目前工業(yè)上主要用鋁土礦(主要成分含氧化鋁、氧化鐵)來制取鋁,
其常見的過程如下:
操作n
通入co?
操作IV
ai2o3
電解
冰晶石
請(qǐng)回答下列問題:
(1) 沉淀B的化學(xué)式是,沉淀E的化學(xué)式是.
(2) 寫出①過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:。
(3) 操作II是(填操作名稱);要通過操作W獲得純凈Al2O3,必須進(jìn)行洗滌,簡(jiǎn)述洗
滌沉淀的操作要點(diǎn):。
(4) 生產(chǎn)過程中,除水和CO2可以循環(huán)使 44、用外,還可循環(huán)使用的物質(zhì)有、(填
化學(xué)式)。
⑸電解Al2O3制取Al的化學(xué)方程式為
[答案](1)Fe2O3CaCO3
(2)2OH-+AlO2Al+HO
232
(3) 過濾將沉淀轉(zhuǎn)入過濾器中,加水至浸沒沉淀,讓水自然流盡后重復(fù)操作23次
(4) NaOHCaO
(5) 2Al04A1+30f
232
[解析]由轉(zhuǎn)化關(guān)系,溶液D中有氫氧化鈉生成,同時(shí)有碳酸鈣生成。所以沉淀B中含有Fe2O3,沉淀E為CaCO3。從偏鋁酸鈉溶液中制備氫氧化鋁,通入CO?,然后過濾。洗滌沉淀的操作要點(diǎn):將沉淀轉(zhuǎn)入過濾器中,加水至浸沒沉淀,讓水自然流盡后重復(fù)操作23次??裳h(huán)使用的物質(zhì)有: 45、水、CO2、NaOH、CaOo最后電解熔融氧化鋁制備鋁。
四、有關(guān)鋁的計(jì)算
將0.1mol鎂、鋁混合物溶于100mL2mol?L-iHSO溶液中,然后再滴加1mol?L-iNaOH溶液。
24
請(qǐng)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變化如下圖所示。當(dāng)V]=160時(shí),則金屬粉末中n(Mg)二mol,V=。
V2刃mL
(2) 若在滴加NaOH溶液過程中,欲使Mg2+、AW剛好沉淀完全,則滴入NaOH溶液的體積
V(NaOH)=mLo
(3) 若混合物仍為0.1mol,其中Mg的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a,用100mL2mol?L-1硫 46、酸溶解此
混合物后,再加入450mL1mol?L-1NaOH溶液,所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍。
[答案]0.06440(2)400(3)Wa〈1
[解析](1)由圖像可知:VmL的NaOH溶液是與過量HSO反應(yīng)的,則與Mg、Al反應(yīng)的HSO
12424的物質(zhì)的量為0.2mol-=0.12mol。
假設(shè)n(Mg)=xmol,n(Al)=ymol,貝V
x+y=0.1
x+3y二0.12
解得:x=0.06,y=0.04o
2
當(dāng)加入V2mLNaOH溶液時(shí),得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO?,
(0.06x2mol+0.04x4mol)
47、關(guān)系式分別為Mg2+~2OH-,Ab+~4OH-。所以,V2J6OmL+1mo1-L-1X103
mL?L-i=440mL。
(2) 當(dāng)Mg2+、Al3+剛好沉淀完全時(shí),溶液中只有NaSO,關(guān)系式為2NaOH~HSO,所以,
2424
V(NaOH)==400mL。
(3) 當(dāng)所得沉淀中無Al(OH)時(shí),NaOH溶液過量,反應(yīng)后生成的溶質(zhì)為NaSO、NaAlO。則根
3242
據(jù)Na元素守恒:
n(NaOH)=0.45LX1mol?L-i三0.1LX2mol?L-iX2+0.1X(l-a)mol,解得a±,則滿足
此條件的a的取值范圍是Wa〈1。
在Al2(SO4)3和Mg 48、SO4混合溶液中,滴加NaOH溶液的體積與生成沉淀的物質(zhì)的量的關(guān)系如下圖所示,則原混合溶液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量之比為()
沉淀的物質(zhì)的量
A.6:1B.3:1C.2:1D.1:2[答案]D
[解析]設(shè)c(NaOH)=1mol?L-1,則有V[NaOH(aq)]為50~60mL時(shí):
Al(OH)+OH-Al+2HO
32
0.01mol0.01mol
V[NaOH(aq)]為0~50mL時(shí):
Mg2++20H-Mg(0H);
0.01mol0.02mol
Al3++3OH-Al(OH);
3
0.01mol0.03mol0.01mol故==,D正 49、確。
Al(OH)3沉淀生成的計(jì)算
1.強(qiáng)堿與Al3+反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律
可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液混合時(shí),二者相對(duì)量的大小會(huì)影響產(chǎn)物的生成
強(qiáng)堿不足量時(shí)(反應(yīng)①):Al3++3OH-Al(OH)(;
強(qiáng)堿足量時(shí)(反應(yīng)②):Al(OH)+OH-A1+2HO;
32
綜合上述兩式可得(反應(yīng)③):Al3++4OH-Al+2H2O。
設(shè)Ab、OH-的物質(zhì)的量分別為n(Ab+)、n(OH-),最終生成Al(OH)的物質(zhì)的量為n[Al(OH)]。
33
借助數(shù)軸討論如下圖所示:
聽耋存Al”和A1(OH)3A1(OH)3A1O2
在形式:-和A1O;
012(
3|
|4”
J
?(OH)疏aF+)
w[A1(OH)3]:jm(OH)4n(AF+)—/?(OH)0
2.強(qiáng)酸與Al反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律強(qiáng)酸不足量時(shí)(反應(yīng)①):Al+H++H2OAl(OH)3(;
強(qiáng)酸足量時(shí)(反應(yīng)②):Al(OH)+3H+AW+3HO;
32
綜合上述兩式可得(反應(yīng)③):
Al+4H+Al3++2HO。
2
設(shè)Al、H+的物質(zhì)的量分別為n(Al)、n(H+),最終生成Al(OH)的物質(zhì)的量為n[Al(OH)J。借助數(shù)軸討論如下圖所示:
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