化学竞赛金属练习题.doc

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金属练习题

1. "卤块"的主要成分为 MgCl2（含 Fe3＋、Fe2＋、Mn2＋等杂质离子） ，若以它为原料，按如
下的工艺流程图（流程中所用的试剂或 PH 值控制可参考题中的附表确定） ，即可制得"轻
质氧化镁" 。
轻质氧化镁生产工艺流程图
表1 生 成 氢 氧 化 物 沉 淀 的 pH 值
物 质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)3 2.7 3.7
Fe(OH)2 7.6 9.6[注] Mn(OH)2 6.3 9.8 Mg(OH)2 9.6 11.1
[注]：Fe2＋的氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化成 Fe3＋，再生成
Fe(OH)3 沉淀而去除之。
表2 化学试剂价格表
试 剂 价格（元/吨）

漂液（含 NaClO25.2%）

H2O2（30%）
NaOH（固体，98%）

Na2CO3（固体，99.5%）
卤块（MgCl2，30%）
450
2400 2100 600 310

如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。请填写以下的空白：
（1）在步骤②加入的试剂 x，最佳选择应是 ，其作用是 ；
（2）在步骤③加入的试剂 y 应是 ；之所以要控制 pH＝9.8，其目的是
；
（3）在步骤⑤时发生的化学反应方程式是 。
2.某厂得知市场紧缺无水 MgCl2，而工厂仓库内存有大量的 MgO、NH4Cl、MnO2、盐酸和
炭。于是技术科设计了两种制造工艺，进行试产后，投入生产，使工厂扭亏为盈。试问：
（1）技术科设计的制备工艺是哪两种？（用反应方程式标明流程。但请注意，用 MgO
加盐酸，生成 MgCl2 溶液，蒸发析出晶体为 MgCl2·3H2O，加热脱结晶水时会发生水解现
象。）
（2）评估此两种工艺的经济效益
3.质量为 1.52g 的含两种固态单质的混合物与过量的盐酸反应，放出一种体积为 0.896L
的气体；反应后还有 0.56g 残余物不溶于剩余的酸。
在另一实验中，1.52g 同样的混合物与过量的 10%的 NaOH 溶液反应，这时有 0.896L
的气体放出，但有 0.96g 不溶的残余物。
在第三个实验中，1.52g 起始混合物隔绝空气加热到高温，这时生成一种化合物，该化
合物在盐酸中全部溶解并释放出 0.448L 的一种易自燃的未知气体。 将所得的气体通人 1L 充
满氧气的密闭容器中，该未知气体与氧气反应后，容器中的压力减小到 1/10。
请写出上述各反应方程式，并用计算证明其正确性（气体可认为处于标准状态，相对原
子质量可只取整数） 。
4. 将一个洗净的鸡蛋完整地放入玻璃杯中。
（1）若因杯口较窄，拿着鸡蛋的手无法伸进杯中将鸡蛋放入杯底，则放入鸡蛋的正确
方法是 。

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（2）再向杯中倒入质量分数为 0.2 的盐酸，使液面高于鸡蛋约 1 厘米，鸡蛋静止后的
状态可能是 （大 or 小）头朝上，原因是 。
（3）半分钟后观察，鸡蛋表面聚集了很多小气泡，并不断增多、变大，写出发生反应
的化学方程式为 。
（4）大约 5 分钟后，可观察到鸡蛋自动上浮，浮出水面后部分气泡消失，鸡蛋随即下
沉，如此不断反复。请解释鸡蛋为什么上浮。
5.（1）已知 BeCl2 加热易升华，高温下的液态 BeCl2 不导电，则 BeCl2 属________化合
物，在 BeCl2 中 Be 原子最外层电子数为 ，BeCl2 的水溶液导电能力较强，其电离方
程式为 。
（2）将 BeCl2 溶于浓盐酸中，发生化学反应，生成物中 Be 原子达到了 8 电子稳定结构，
这个反应的化学方程式为 ，阴离子的空间构型为 ，键
角 。
（3）已知 BeCl2 溶液中加入 NaOH 首先出现白色絮状沉淀，继续加入 NaOH，则沉淀
又溶解为 Na2BeO2。但实验证明 Na2BeO2 并不存在，而是以另一种 8 电子稳定结构的物质出
现则 Be(OH)2 溶于 NaOH 的化学反应方程式为 ，生成物中
阴离子的结构式为 。
6.我国规定饮用水的硬度不能超过 25 度。硬度的表示方法是：将水中的 Ca2＋和 Mg2＋都看
作 Ca2+，并将其质量折换成 CaO 的质量。通常把 1L 水中含有 10mg CaO 称为 1 度。水中的 Ca2+和 Mg2+可用一定浓度的 Y 溶液进行滴定，Y 跟 Ca2＋、Mg2+都以等物质的量完全反应。
（1）取某地区的地下水样品 25.0mL，用 0.01mol/L Y 溶液滴定，完全反应时消耗 Y 溶
液 15.0ml。试计算该地下水的硬度，并判断是否符合饮用标准。
（2）如果每次分析时取的水样都是 25.0mL，为了便于计算，要求每消耗 0.50mL Y 溶
液即相当于水的硬度 1 度。则 Y 溶液的物质的量浓度？
7.有四种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③、④。甲、乙、丙、丁四同
学各取一种样品，进行下列实验，求合金中镁的质量分数。
（Ⅰ）甲取样品①m1g 和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的
二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为 m1g。则合金中镁
的质量分数为_______________________。
（Ⅱ）乙取样品②m2g 和足量的盐酸反应，然后滴加过量的氢氧化钠溶液，将沉淀过滤、
洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为 m2g。则合金中镁的质量分数为__________。
（Ⅲ）丙取样品③m3g 和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体
体积为 VL，则 m3 的取值范围是___________________。
（Ⅳ）丁取不同质量的样品④分别和 30mL 同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气
体体积（标准状况下测定）如下表所示：
实验序号 a b c
合金质量（mg） 510 765 918
气体体积（mL） 560 672 672
求：
（1）则盐酸的物质的量浓度；
（2）合金中镁的质量分数；
（3）在 c 组实验后，还需向容器中加入 1.0mol/L 的氢氧化钠溶液多少毫升才能使剩余
合金中的铝恰好完全溶解？
8.三氯化铝是有机合成的重要催化剂，也是制备其他铝化物的原料之一，其反应活性又
与它的状态及所用的反应溶剂有关，请问：

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（1）写出工业上制取三氯化铝的一种方法。
（2）在下列形态中无水氯化铝以什么微粒形态存在：①晶态；②高于升华温度气态；
③在苯中；④在乙醚中。
（3）无水三氯化铝遇水发生激烈反应，并使溶液出发生了变化，为什么？
（4无水三氯化铝接触潮气会生成雾，雾的成分是什么？
9.电解 NaCl－KCl－AlCl3 熔体制铝比电解 Al2O3－Na3AlF6 制铝节省电能约 30%。为什
么现仍用后一种方法制铝？
10.向 100mL BaCl2、 3 和 FeC13 的混 AlCl
合溶液 A 中逐滴加入 Na2SO4 和 NaOH 的混
合溶液 B，产生沉淀的物质的量 n 和加入溶
液 B 的体积关系如图所示。
（1）当加入 110mL B 溶液时，溶液中
的沉淀是_________（填化学式） 。
（2） 溶液 B 中 Na2SO4 与 NaOH 的物质
的量浓度之比是__当 B 溶液加到
90mL～100mL 这 10mL 一段时间中，所发 生的离子反应方程式是________________。
（3）将 A、B 溶液中各溶质的物质的
量浓度（c）填入下表中。
溶 质 Na2SO4 NaOH BaC12 A1C13 FeC13
c（mol/L）
11.拉曼光谱证实，溶液中不存在 AlO2－，实际存在 Al(OH)4－，0.2mo/L 的 Na[Al(OH)4]
的溶液 200mL 与 0.2mol/L 的 H2SO4 溶液 250mL 混合，完全反应后，溶液中 Al3＋与 SO42－
的物质的量之比可能为
A 4︰5 B 2︰3 C 1︰2 D 2 ︰5
， 同 浓 度 的 NaAlO2 溶 液 pH ＝ 11 ， 将 两 种 溶 液 等 体 积 混 和 ， 可 能 发 生 的 现 象
是 ，主要原因是 。
13.将等物质的量的(NH4)2SO4 和 Al2(SO4)3 加入蒸馏水中，析出晶体，再把晶体加入碳
按溶液中反应，生成一种碱式碳酸复盐沉淀、一种气体和一种盐，则此反应式为：

将上述碱式碳酸复盐过滤洗净，于 230℃分解，再经 1200℃灼烧，即可得到 100nm～
200nm 的活性 Al2O3 微粉；将此粉于 1600℃烧结，可得到密度为 3.89g/cm3 的透明氧化铝陶
瓷，作高压钠灯的灯管用。写出分解和灼烧的总反应式：

14.泡沫灭火机内含浓 NaHCO3 液（置于铁桶内）和浓 Al2(SO4)3 液（置于玻璃瓶内） 。
使用时把灭火机倒置即有泡沫状物喷出，灭火。
（1）写出倒置灭火机时反应的化学方程式；
（2）灭火机内 NaHCO3 液体积和 Al2(SO4)3 液体积之比约 5︰1，请估计两种溶液浓度
（mol/L）之比约是多少？是 Al2(SO4)3 液还是 NaHCO3 液稍过量更好些？
（3） Na2CO3 的价格便宜， 人建议用等浓度 mol/L） 等体积 Na2CO3 代替 NaHCO3，
因 有 （ 、
请评价此建议。
（4）有人建议：把浓 Al2(SO4)3 液置于铁桶内（溶液体积扩大了 5 倍） 而把所需固体 ，
NaHCO3 置于玻璃瓶中。请评价此建议。
15.一未知无机物 A 发生如下反应：A 为黄白色固体，加热升华，相对分子质量为 266，

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