Question

【题目】铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及化合物在生产生活中有广泛的应用。

（1）普通水泥的主要成分之一是铝酸三钙（3CaO·Al2O3），3CaO·Al2O3中Al的化合价为__________；

（2）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂。将铝土矿粉（Al2O3）与炭粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式__________；

（3）现将一定量的铝粉和镁粉的混合物与100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出。在反应结束后的溶液中，逐渐加入4mol·L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积（mL）与产生沉淀的质量的关系如图所示。

①D→E过程中反应的离子方程式为____________________；

②A点对应纵坐标的数值是__________，原稀硝酸的浓度是__________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】

试题分析：（1）根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则，Al的化合价为+3价；

（2）根据题意知，反应物是氧化铝、碳和氯气，反应条件是加热，生成物是氯化铝和一氧化碳，所以其反应方程式为：Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO；

（3）①由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨；离子方程式为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；故答案为：NH4++OH-=NH3↑+H2O；

②由C与D点，氢氧化钠溶液恰好和Fe（NO3）3、Al（NO3）3反应生成NaNO3；

由D点到E点，氢氧化钠溶液恰好和NH4NO3反应生成硝酸钠、一水合氨通过上面的分析、根据氮原子守恒可知O点到D点硝酸钠的物质的量=硝酸的物质的量，从D点到E点硝酸的物质=2硝酸钠的物质的量，而硝酸钠的物质的量=氢氧化钠的物质的量，所以硝酸的物质的量=4mol/L×0．015L+2×4mol/L×（0．0165L-0．015L）=0．072mol，

所以原硝酸的物质的量浓度==0．72mol/L；

根据EF可知：沉淀减少，说明氢氧化铝溶解，所以氢氧化铝的物质的量=EF线段加入氢氧化钠溶液的物质的量

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

根据题意可知：生成0．008mol氢氧化铝沉淀消耗氢氧化钠的物质的量=3×0．008mol=0．024mol

CD段生成沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁，

所以生成氢氧化镁消耗氢氧化钠的物质的量=4mol/L×（0．015L-0．003L）-0．024mol=0．024mol

n[Mg（OH）3]===0．012mol；纵坐标A点的数值即是生成氢氧化镁的质量=0．012mol×58g/mol=0．696g。