Question

【題目】鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質及化合物在生產生活中有廣泛的應用。

（1）普通水泥的主要成分之一是鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3），3CaO·Al2O3中Al的化合價為__________；

（2）氯化鋁廣泛用于有機合成和石油工業的催化劑。將鋁土礦粉（Al2O3）與炭粉混合后加熱并通入氯氣，可得到氯化鋁，同時生成CO，寫出該反應的化學方程式__________；

（3）現將一定量的鋁粉和鎂粉的混合物與100mL稀硝酸充分反應，反應過程中無任何氣體放出。在反應結束后的溶液中，逐漸加入4mol·L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的體積（mL）與產生沉淀的質量的關系如圖所示。

①D→E過程中反應的離子方程式為____________________；

②A點對應縱坐標的數值是__________，原稀硝酸的濃度是__________mol·L-1。

Answer 1

【答案】（1）+3 （2）Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO

（3）①NH4++OH-=NH3↑+H2O ②0．696 0．72

【解析】

試題分析：（1）根據化合物中各元素化合價代數和為零的原則，Al的化合價為+3價；

（2）根據題意知，反應物是氧化鋁、碳和氯氣，反應條件是加熱，生成物是氯化鋁和一氧化碳，所以其反應方程式為：Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO；

（3）①由D點到E點，氫氧化鈉溶液恰好和NH4NO3反應生成硝酸鈉、一水合氨；離子方程式為：NH4++OH-=NH3↑+H2O；故答案為：NH4++OH-=NH3↑+H2O；

②由C與D點，氫氧化鈉溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反應生成NaNO3；

由D點到E點，氫氧化鈉溶液恰好和NH4NO3反應生成硝酸鈉、一水合氨通過上面的分析、根據氮原子守恒可知O點到D點硝酸鈉的物質的量=硝酸的物質的量，從D點到E點硝酸的物質=2硝酸鈉的物質的量，而硝酸鈉的物質的量=氫氧化鈉的物質的量，所以硝酸的物質的量=4mol/L×0．015L+2×4mol/L×（0．0165L-0．015L）=0．072mol，

所以原硝酸的物質的量濃度==0．72mol/L；

根據EF可知：沉淀減少，說明氫氧化鋁溶解，所以氫氧化鋁的物質的量=EF線段加入氫氧化鈉溶液的物質的量

即：n[Al（OH）3]=4mol/L×（0．0185L-0．0165L）=0．008mol，

根據題意可知：生成0．008mol氫氧化鋁沉淀消耗氫氧化鈉的物質的量=3×0．008mol=0．024mol

CD段生成沉淀為氫氧化鋁和氫氧化鎂，

所以生成氫氧化鎂消耗氫氧化鈉的物質的量=4mol/L×（0．015L-0．003L）-0．024mol=0．024mol

n[Mg（OH）3]===0．012mol；縱坐標A點的數值即是生成氫氧化鎂的質量=0．012mol×58g/mol=0．696g。