Question

20．如图1是某同学在实验室中进行铝热反应（铝过量）的实验装置，实验中可观察到的现象之一为“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．

（1）试剂A的名称是氯酸钾
（2）探究铝热反应后固体的性质：将反应后容器中的残余固体置于烧杯中，加入100mL稀硝酸，固体完全溶解，（假设固体全部溶解后溶液体积不变），反应过程中无气体放出（活泼金属可把稀 HNO₃还原为NH₄NO₃）．向反应后的溶液中缓慢滴加4mol•L^-1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液 的体积的关系如图2所示：
①写出DE段发生反应的离子方程式：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O
②求c（HNO₃）=1.48mol/L．③B与A的差值为0.008
（3）若铝和氧化铁能恰好完全反应．则该铝热剂与盐酸反应时转移电子与所耗H⁺的物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）铝热反应中选用用氯酸钾做助燃剂；
（2）O→C 之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，O→C之间发生的反应酸碱中和反应，离子方程式为H⁺+OH^-═H₂O，
D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH₄NO₃和NaOH反应，反应的离子方程式为，NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
E与F之间沉淀的量减少，肯定是因为Al（OH）₃溶解在氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式为Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，以此进行解答；
（3）由氧化铁粉末和铝粉反应的化学方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃可知，生成2mol的铁的同时产生1mol的氧化铝，所以转移物质的量为2×2：（3×2+2）=1：2．

解答 解：（1）氯酸钾加热分解生成氧气，铝热反应中需要用到氯酸钾，则A为氯酸钾，故答案为：氯酸钾；
（2）①OC发生H⁺+OH^-═H₂O；CD反应生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH₄NO₃和NaOH反应，离子方程式为，NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
②加入34mLNaoH溶液时，溶质为硝酸钠，原溶液中硝酸转化为为硝酸钠和一水合氨两部分，
其中硝酸钠中消耗的硝酸为：4mol/L×34×10^-3L=0.136mol；一水合氨的物质的量为：4mol/L×（34-31）×10^-3L=0.012mol，
则硝酸的总物质的量为：0.136mol+0.012mol=0.148mol，硝酸溶液浓度为：$\frac{0.148mol}{0.1L}$=1.48mol/L，
故答案为：1.48mol/L；
③E与F之间沉淀的量减少，为Al（OH）₃溶解在氢氧化钠溶液中，
其反应方程式为Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
EF段的n（NaOH）=4mol/L×2×10^-3L=0.008mol，
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
1 mol      1mol
0.008 mol  0.008mol
Al（OH）₃的量是0.008mol，所以Al³⁺也是0.008mol，
所以B与A差值为0.008mol，
故答案为：0.008；
（3）由氧化铁粉末和铝粉反应的化学方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃可知，生成2mol的铁的同时产生1mol的氧化铝，所以转移物质的量为2×2：（3×2+2）=1：2，故答案为：1：2．

点评 本题考查了铝热反应、离子方程式计算，题目难度中等，注意掌握铝热反应原理，（2）为难点、易错点，明确图象曲线变化的含义为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．