Question

(17分)按要求回答下列問題：

（1）實驗室鋁粉和Fe2O3作鋁熱反應實驗，鋁熱反應的方程式為_________，該實驗中除用到鋁粉和Fe2O3外，需要的試劑還有 (填編號)。

a．KClO3 b．Mg c．MnO2 d．KCl

（2）據(jù)文獻報道，在實際反應中鋁熱反應的產(chǎn)物成分較為復雜。某課題組對鋁熱反應產(chǎn)物的成分進行探究，經(jīng)成分分析，發(fā)現(xiàn)主要得到甲和乙兩種產(chǎn)物。甲由具有相同電子層結構的陰、陽離子構成；乙是一種鐵鋁的金屬互化物（可用FexAly表示），取該合金粉末2.47g，滴加足量濃NaOH溶液，充分攪拌、過濾、洗滌得固體。再將所得固體在空氣中充分加熱、灼燒得紅棕色粉末1.60g。

①甲的化學式為______，乙中x=_____，y=_______。

②甲的晶體是耐高溫材料，用此材料做成的坩堝，不能用來熔融NaOH，用化學方程式解釋其原因______；含二氧化硅材料做成的坩堝_____(填“能”或“不能”)用來熔融NaOH。

③下圖表示室溫下相同組分的乙分別在兩種不同的酸中的腐蝕情況，

由圖可知，乙在______中具有比較強的抗腐蝕性，原因可能是______。

④研究發(fā)現(xiàn)鋁熱反應后期溫度高達2000℃以上時會有極微量的Al4C3生成，Al4C3遇水會產(chǎn)生一種氣體，該氣體的分子式為________。［已知CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑］

（3）鎂鋁互化物(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，該金屬互化物在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。得到的混合物在6.0 mol·L－1 HCl中，能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應，釋放出H2的物質(zhì)的量為________。

 

Answer 1

(17分，除標明分值外，其余每空均為2分。)

（1）2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(不寫條件扣1分)；a、b(少1個扣1分，錯1個倒扣1分)。

（2）①Al2O3；2，5；(每空均為1分) ②Al2O3+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)]4 ；不能(1分)

③65%濃硝酸(1分)，遇濃硝酸表面鈍化，阻礙進一步反應(只要體現(xiàn)出“鈍化”即可)

④CH4（3）52mol

【解析】

試題分析：（1）鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的方程式為2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；該實驗中除用到鋁粉和Fe2O3外，需要的試劑還有氯酸鉀和鎂，答案選ab。

（2）①甲由具有相同電子層結構的陰、陽離子構成，則甲是Al2O3；取該合金粉末2.47g，滴加足量濃NaOH溶液，其中鋁溶解轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉。充分攪拌、過濾、洗滌得固體鐵。再將所得固體在空氣中充分加熱、灼燒得紅棕色粉末1.60g，所以紅棕色粉末應該是氧化鐵，物質(zhì)的量是1.60g÷160g/mol＝0.01mol。根據(jù)鐵原子守恒可知鐵的物質(zhì)的量是0.02mol，質(zhì)量是0.02mol×56g/mol＝1.12g，因此合金中鋁的質(zhì)量是2.47g－1.12g＝1.35g，物質(zhì)的量是1.35g÷27g/mol＝0.05mol，所以x：y＝0.02:0.05＝2:5，則x＝2、y＝5。

②在加熱的條件下氧化鋁與氫氧化鈉反應，方程式為Al2O3+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)]4；二氧化硅與能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，所以含二氧化硅材料做成的坩堝不能用來熔融NaOH。

③根據(jù)圖像可知乙在65%濃硝酸中具有比較強的抗腐蝕性，這是由于常溫下遇濃硝酸表面鈍化，阻礙進一步反應。

④Al4C3遇水會產(chǎn)生一種氣體，則根據(jù)CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑可推測，Al4C3與水反應生成氫氧化鋁和甲烷，因此該氣體的分子式為CH4。

（3）1 mol Mg17Al12完全吸氫后可以吸收17mol氫氣，因此釋放時可以再釋放出17mol氫氣。同時鎂和鋁也分別都能與鹽酸反應放出氫氣。1 mol Mg17Al12中含有17mol鎂、12mol鋁，與元素反應分別放出17mol氫氣和12mol×＝18mol氫氣，則得到的混合物與上述鹽酸完全反應，釋放出H2的物質(zhì)的量為17mol+17mol+18mol＝52mol。

考點：考查金屬鎂、鋁、鐵等有關性質(zhì)與計算