题目内容
某同学通过查阅资料得知：铝和氧化铁在高温下反应所得到的熔融物应该是铁铝合金．
（1）写出铝和氧化铁在高温下反应的化学方程式：______．
（2）设计一个最简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝．写出表示该实验原理的离子方程式：______．
（3）某同学取一定量上述熔融物与过量的且很稀的硝酸充分反应，发现反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．在AB段，有刺激性气味的气体产生．试回答下列问题：
①熔融物与稀硝酸充分反应后，还原产物NH4NO3的物质的量为______mol．
②熔融物中金属铝和金属铁的物质的量之比为______．
（1）写出铝和氧化铁在高温下反应的化学方程式：______．
（2）设计一个最简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝．写出表示该实验原理的离子方程式：______．
（3）某同学取一定量上述熔融物与过量的且很稀的硝酸充分反应，发现反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．在AB段，有刺激性气味的气体产生．试回答下列问题：
①熔融物与稀硝酸充分反应后，还原产物NH4NO3的物质的量为______mol．
②熔融物中金属铝和金属铁的物质的量之比为______．
（1）铝与氧化铁在高温条件下生成铁与氧化铝，反应方程式为：Al+Fe2O3
Fe+Al2O3，
故答案为：Al+Fe2O3
Fe+Al2O3；
（2）利用熔融物与氢氧化钠溶液反应生成，有气体生成说明含有Al，反应离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-=2Al2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2H2O+2OH-=2Al2-+3H2↑；
（3）熔融物为铝铁合金，与过量稀HNO3反应，生成Al3+、Fe3+、H+ 过量且无气体产生，说明NO3-被还原为NH4+，即阳离子有H+、Al3+、Fe3+、NH4+．分析图象可知，7 mL NaOH溶液用于中和H+，31mL-7mL=24 mL NaOH溶液用于沉淀Al3+、Fe3+，34 mL-31 mL=3 mL NaOH溶液用于与NH4+反应，36 mL-34 mL=2 mL NaOH溶液用于溶解Al（OH）3，
①由NH4++OH-=NH3+H2O可知，n（NH4+）=3×10-3L×4 mol/L=0.012 mol，故还原产物NH4NO3的物质的量为0.012mol，故答案为：0.012mol；
②由Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知，n（Al3+）=n（Al）=n[Al（OH）3]=2×10-3 L×4 mol/L=0.008 mol，用于沉淀Al3+ 的NaOH为0.008mol×3=0.024 mol，则n（Fe3+ ）=n（Fe）=（0.024L×4 mol/L-0.024mol）÷3=0.024 mol，故n（Al）：n（Fe）=0.008mol：0.024mol=1：3，
故答案为：1：3．
| ||
故答案为：Al+Fe2O3
| ||
（2）利用熔融物与氢氧化钠溶液反应生成，有气体生成说明含有Al，反应离子方程式为：2Al+2H2O+2OH-=2Al2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2H2O+2OH-=2Al2-+3H2↑；
（3）熔融物为铝铁合金，与过量稀HNO3反应，生成Al3+、Fe3+、H+ 过量且无气体产生，说明NO3-被还原为NH4+，即阳离子有H+、Al3+、Fe3+、NH4+．分析图象可知，7 mL NaOH溶液用于中和H+，31mL-7mL=24 mL NaOH溶液用于沉淀Al3+、Fe3+，34 mL-31 mL=3 mL NaOH溶液用于与NH4+反应，36 mL-34 mL=2 mL NaOH溶液用于溶解Al（OH）3，
①由NH4++OH-=NH3+H2O可知，n（NH4+）=3×10-3L×4 mol/L=0.012 mol，故还原产物NH4NO3的物质的量为0.012mol，故答案为：0.012mol；
②由Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知，n（Al3+）=n（Al）=n[Al（OH）3]=2×10-3 L×4 mol/L=0.008 mol，用于沉淀Al3+ 的NaOH为0.008mol×3=0.024 mol，则n（Fe3+ ）=n（Fe）=（0.024L×4 mol/L-0.024mol）÷3=0.024 mol，故n（Al）：n（Fe）=0.008mol：0.024mol=1：3，
故答案为：1：3．
练习册系列答案
相关题目