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18.易拉罐主要成分探究:
一般的易拉罐主要为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见,本次实验选取可口可乐公司生产的雪碧汽水易拉罐作为探究的对象.
提出假设:易拉罐的主要成分是铝和铁.
探究过程及现象:
(1)配制20%(密度为1.2g/mL)的氢氧化钠溶液和6mol/L的盐酸.
(2)将易拉罐剪开,用砂纸去除表面油漆和氧化膜,再剪取一小块进行实验.
实验一:向装有铝合金的试管中滴加足量的20%NaOH溶液,看到有气泡生成,反应一段时间后,溶液中还有不溶物.
实验二:向实验一的试管中逐滴加入6mol/L的盐酸至足量,静置24小时,按实验顺序,记录的现象如下:①开始没有明显现象;②有白色絮状沉淀生成;③白色沉淀消失;④原溶液中不溶物完全溶解,此时溶液呈浅绿色;⑤静置一段时间后,溶液呈棕黄色.
实验三:再向该试管中加入一定量的氢氧化钠溶液,最终只得到红褐色沉淀.
请回答下列问题:
(1)本实验所配制的c(NaOH)=c(HCl)(填“<”、“>”或“=”).
(2)写出实验一中反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(3)写出实验二中产生现象①的离子方程式为(填字母,下同)A,现象②的离子方程式为B.现象③的离子方程式为C.
A、H++OH-→H2O
B、AlO2-+H ++H2O→Al(OH)3↓
C、Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O
(4)实验二所得溶液静置一段时间后由浅绿色变为棕黄色的原因是(用文字描述):溶液中Fe2+被氧化为Fe3+.
(5)由此可知该假设成立(填“成立”,“不成立”或“无法确定”).

分析 (1)配制20%(密度为1.2g/mL)的氢氧化钠溶液,换算成物质的量浓度c=$\frac{1000×ρ×w%}{M}$;
(2)向装有铝合金的试管中滴加足量的20%NaOH溶液,看到有气泡生成,是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;
(3)向实验一的试管中逐滴加入6mol/L的盐酸至足量,开始时和过量氢氧化钠溶液反应,继续滴加盐酸是偏铝酸钠溶液和盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,继续滴加盐酸会和氢氧化铝反应沉淀溶解,原溶液中不溶物完全溶解,此时溶液呈浅绿色是盐酸足量和合金中的铁反应生成氯化亚铁溶液,⑤静置一段时间后,溶液呈棕黄色是亚铁离子被氧化为铁离子;
(4)盐酸足量会和合金中的铁反应生成氯化亚铁溶液,静止一段时间由浅绿色变为棕黄色是亚铁离子被氧化为铁离子;
(5)反应现象说明易拉罐的主要成分是铝和铁.

解答 解:(1)配制20%(密度为1.2g/mL)的氢氧化钠溶液,换算成物质的量浓度c=$\frac{1000×1.2×20%}{40}$mol/L=6mol/L,配制20%(密度为1.2g/mL)的氢氧化钠溶液和6mol/L的盐酸的物质的量浓度相同,
故答案为:=;
(2)向装有铝合金的试管中滴加足量的20%NaOH溶液,看到有气泡生成,是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑,
故答案为:2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑;
(3)向实验一的试管中逐滴加入6mol/L的盐酸至足量,①开始没有明显现象是开始时和过量氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为A:H++OH-→H2O,
②有白色絮状沉淀生成,继续滴加盐酸是偏铝酸钠溶液和盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:AlO2-+H ++H2O→Al(OH)3↓,③白色沉淀消失,继续滴加盐酸会和氢氧化铝反应沉淀溶解,反应的离子方程式为:Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O,④原溶液中不溶物完全溶解,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,此时溶液呈浅绿色是盐酸足量和合金中的铁反应生成氯化亚铁溶液,⑤静置一段时间后,溶液呈棕黄色是亚铁离子被氧化为铁离子,
故答案为:A;B;C;
(4)盐酸足量会和合金中的铁反应生成氯化亚铁溶液,静止一段时间由浅绿色变为棕黄色是亚铁离子被氧化为铁离子,
故答案为:溶液中Fe2+被氧化为Fe3+;
(5)上述分析可知易拉罐成分为铝和铁的合金,证明假设正确,
故答案为:成立.

点评 本题考查了溶液浓度计算、合金成分的实验探究和反应过程分析判断、主要是铝及其化合物性质的理解应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.如图所示三套实验装置,分别回答下列问题.

(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验.一段时间后,向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液,即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀,表明铁被氧化(填“氧化”或“还原”); 向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到石墨棒附近的溶液变红,该电极反应式为O2+4e-+2H2O-═4OH-.
(2)装置2中的石墨是正极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+.
(3)装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol•L-1的NaCl溶液,乙烧杯盛放100mL0.5mol•L-1的CuSO4溶液.反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红.
①电源的M端为正极;甲烧杯中铁电极的电极反应式为Fe-2e-═Fe2+.
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+.
③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量,电极增重0.64g,甲烧杯中产生的气体标准状况下的体积为224mL.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.已知1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)在一定条件下可以与同物质的量的溴发生如下1,4-加成反应:

现由氯苯制备1,4-环己二醇,有以下7步反应(其中无机产物都已略去),其中有一步属于取代反应,两步属于消去反应,四步属于加成反应.

试回答:
(1)属于取代反应的是⑥,属于消去反应的是②④.(填写序号)
(2)化合物的结构简式:B;C.
(3)反应④和反应⑥的反应条件:④NaOH的醇溶液、加热;⑥NaOH的水溶液、加热.
(4)写出反应②的化学方程式:.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.能说明镁比铝还原性强的事实是(  )
A.镁原子的价电子数比铝少
B.镁遇冷浓硝酸和硫酸,表面不能钝化,而铝均能
C.镁带能在空气中和在盛CO2的集气瓶里燃烧,而铝箔均不能
D.铝的硬度、延展性、熔点均比镁大、好、高

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

13.通常情况下,微粒A和B为分子,C、E和F为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A可电离生成D 和F;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色絮状沉淀,请回答:
(1)写出B的电子式.
(2)写出A、B、E生成沉淀的离子方程式Al3++3NH3+3H2O═Al(OH)3↓+3NH4+或Mg2++2NH3+2H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+.
(3)写出全部由上述微粒中的几种组成的离子方程式(任意一个)NH3+H3O+=NH4++H2O(或OH-+H3O+=2H2O、NH4++OH-=NH3↑+H2O)
(4)A、B、D 3种粒子结合质子(H+)的能力由强到弱的顺序是OH->NH3>H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列关于相对原子质量的说法正确的是(  )
A.是原子的实际质量B.是质子数加中子数
C.标准是碳-12原子质量的$\frac{1}{12}$D.相对原子质量的单位是Kg

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10.下列过程中未发生氧化还原反应的是(  )
A.实验室用NH4Cl与NaNO2溶液混合微热制N2
B.SnCl4与水的反应:SnCl4+2H2O═SnO2+4HCl
C.人工树叶制取甲烷:CO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;光\;\;\;\;\;\;\;}}{人工树叶}$CH4+2O2
D.银针验毒:4Ag+2H2S+O2═2Ag2S+2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.某无色透明溶液中可能含有以下离子中的若干种K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3-、SO42-、CO32-、I-和Cl-,取该溶液进行如下实验:
①溶液滴在pH试纸上,呈红色
②将少许溶液加入铜片和硫酸,有无色气体产生,此气体与空气混合,立即变成红棕色
③取少许溶液滴入BaCl2溶液,则产生白色沉淀
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⑤另取少许溶液,滴入NaOH溶液,有白色沉淀生成,当NaOH过量时,又有部分白色沉淀溶解.
根据以上现象判断原溶液中(  )
A.②中无色气体中有NO,可能含CO2
B.③中沉淀有BaSO4,可能含BaCO3
C.肯定存在的离子是Al3+、SO42-、NO3-、Mg2+,肯定不存在的离子是Ba2+、Fe2+、CO32-、I-,不能确定的离子是K+、Cl-
D.②中红棕色气体通入水中发生反应的离子方程式为:3NO2+H2O═H++NO3-+2NO

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

2.某温度下在容积固定的密闭容器中,下列反应达到平衡:M(g)+H2O(g)?N(g)+H2(g).
n(M):n(H2O)M转化率H2O转化率
1:10.50.5
1:20.670.33
1:30.750.25
①该反应的平衡常数为1.该温度下,向容器中充入2molM、3mol H2O、2mol N、1.5molH2,则起始时该反应速率V正>V逆(填“>”、“<”或“=”)
②结合表中数据判断下列说法中正确的是ABD.
A.增加H2O(g)的量,M的转化率升高而H2O(g)的转化率降低
B.若M与H2O(g)的转化率相同时,二者的初始投入量一定相同
C.M和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比
D.当M与H2O(g)物质的之比为1:4时,M的转化率为0.8.

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