Question

Ⅰ．現(xiàn)有A、B、C三種均含鋁元素的無機化合物，它們之間的轉化關系如圖（部分產(chǎn)物已略去）所示：

（1）①請寫出B轉化為C可能的兩個離子方程式

 

，

 

．
②A和C反應的離子方程式

 

．
（2）若化合物B經(jīng)過一系列反應可以得到單質E，將一定質量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖．則固體混合物中Mg質量為

 

；NaOH溶液物質的量濃度為

 

．
Ⅱ．鐵及其化合物在國民經(jīng)濟、日常生活中占有非常重要的地位，了解鐵及其化合物的性質和用途非常重要．請回答下列問題：
（3）鐵在自然界中以

 

態(tài)（填“游離”或“化合”）存在．其氧化物中常用作紅色油漆和涂料的是

 

（填化學式）
（4）列舉兩個生成磁性氧化鐵反應的化學方程式

 

，

 

．
（5）下列對Fe²⁺的檢驗方法不合理的是

 

．
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血紅色，說明不含F(xiàn)e²⁺
B．向某溶液中通入Cl₂，然后再加入KSCN溶液變成血紅色，說明原溶液中含有Fe²⁺
C．向某溶液中加NaOH溶液得白色沉淀，再逐漸變?yōu)榧t褐色，說明該溶液中含有Fe²⁺
（6）鐵合金有下列數(shù)據(jù)：

鋼
碳素鋼（Fe、C、Mn、Si）			合金鋼
低碳鋼	中碳鋼	高碳鋼	碳素鋼+Cr、Mn、W、Ni、Co等
含碳量＜0.3%	含碳量0.3%～0.6%	含碳量＞0.6%
韌性好，強度低	韌性好、強度好	硬而脆	具有特殊性能

某同學設計實驗通過測定鋼中所含碳的質量分數(shù)來確定鋼的種類，取15g某碳素鋼樣品，按下列實驗流程進行操作：
①A、B的作用是

 

．
②充分加熱完全反應后，D裝置質量增加0.22g，該樣品屬于

 

鋼．
③沒有A、B裝置，實驗結果

 

（填“偏高”、“偏低”或“不影響”）．

Answer 1

考點：鎂、鋁的重要化合物,金屬與合金在性能上的主要差異,鐵的氧化物和氫氧化物

專題：元素及其化合物

分析：（1）若A、B、C為三種均含鋁元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽），據(jù)此來回答；
（2）化合物B為Al（OH）₃經(jīng)過一系列反應可以得到單質E為Al，將一定質量的Mg和E （Al）的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體．得到硫酸鎂、硫酸鋁，待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，依據(jù)圖象分析，開始是和過量的硫酸反應，隨氫氧化鈉加入，鎂離子和鋁離子沉淀，達到沉淀量最大后，繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁沉淀溶解最后得到氫氧化鎂沉淀，依據(jù)圖象定量關系計算；
（3）根據(jù)鐵的活潑性和其氧化物的性質來判斷；
（4）磁性氧化鐵是四氧化三鐵，生成四氧化三鐵的反應有鐵在氧氣中點燃和鐵在水蒸氣下高溫反應制得；
（5）A．KSCN溶液與Fe³⁺溶液作用，溶液呈紅色，能證明Fe³⁺存在，但Fe²⁺與KSCN溶液不反應；
B．氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
C．氫氧化鐵是紅褐色沉淀；
（6）①根據(jù)實驗目的回答；
②根據(jù)實驗原理，D裝置質量增加0.22g即生成的二氧化碳的質量，再根據(jù)碳守恒計算；
③沒有AB，則二氧化碳變大，則含碳量變大．

解答： 解：（1）若A、B、C為含鋁元素的無機化合物，在溶液中A和C反應生成B，可推知A為偏鋁酸鹽、D為強酸、B為氫氧化鋁、C為鋁鹽（或者A為鋁鹽、D為強堿、B為氫氧化鋁、C為偏鋁酸鹽），則：B轉化為C的所有可能的離子方程式為：Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O 或Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；A和C反應的離子方程式3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：①Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；②3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓； 
（2）化合物Al（OH）₃經(jīng)過一系列反應可以得到單質E為Al，將一定質量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體，待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，由圖可知，200～240mL為氫氧化鋁與氫氧化鈉反應，可知n[Mg（OH）₂]=0.15mol，根據(jù)Mg元素守恒可知：m（Mg）=0.15mol×24g/mol=3.6g，
沉淀最大時為氫氧化鎂、氫氧化鋁，故n[Al（OH）₃]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，根據(jù)電荷守恒可知，20～200mL消耗氫氧化鈉的物質的量等金屬提供電子物質的量，故n（NaOH）=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，則c（NaOH）=

0.9mol

0.2L-0.02L

=5mol/L，
故答案為：3.6g；5mol/L；
（3）根據(jù)鐵在空氣中易被氧化，故鐵是以化合態(tài)存在；其氧化物中顏色是紅色的是Fe₂O₃，故答案為：化合；Fe₂O₃；
（4）磁性氧化鐵是四氧化三鐵，生成四氧化三鐵的反應有3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；3Fe+4H₂O

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂
（5）A．KSCN溶液與Fe³⁺溶液作用的方程式為：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，而Fe²⁺與KSCN溶液不反應，如果該溶液既含F(xiàn)e³⁺，又含F(xiàn)e²⁺，滴加KSCN 溶液，溶液呈紅色，證明存在Fe³⁺而不能證明沒有Fe²⁺，故A錯誤；
B．先通入Cl₂，氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，即使原溶液不含F(xiàn)e³⁺，滴加KSCN溶液后也顯紅色，無法證明原溶液是否含有Fe³⁺，故B錯誤；
C．加入NaOH溶液，得紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe³⁺，故C正確；
故選：AB；
（6）①根據(jù)實驗原理分析，進入樣品的空氣不能含二氧化碳和水蒸氣，所以AB的作用就是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣，故答案為：除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；
②根據(jù)實驗原理，D裝置質量增加0.22g即生成的二氧化碳的質量，再根據(jù)碳守恒則樣品中的碳的質量為：

0.22

44

×12=0.06g，碳的質量分數(shù)為

0.06

15

×100%=0.4%
所以為中碳鋼，故答案為：中碳；
③沒有AB，則二氧化碳偏大，則含碳量偏高，故答案為：偏高．

點評：本題考查無機物推斷，屬于開放性題目，需要學生熟練掌握元素化合物知識，（2）中計算關鍵清楚個階段發(fā)生的反應，注意利用守恒思想解答，難度中等．