题目内容

(15分)某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并放出耀眼的光芒”;“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
 
Ⅰ.(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁的低,此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金。你认为他的解释是否合理______(填“合理”或“不合理”)。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________,反应的离子方程式为____________________________。
Ⅱ.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。取一定量该熔融物与足量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐渐滴加4 mol·L1 NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积V(NaOH)与产生沉淀的物质的量n(沉淀)的关系如图所示。试回答下列问题:

(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生的离子方程式为:_______________。
(2)在DE段沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为:_______。
(3)由上述图像分析可知,溶液中离子结合OH的能力由强到弱的顺序是___________。(用离子符号表示)
(4)B与A的差值___________mol。
(5)B点对应的沉淀的物质的量为_______ mol,C点对应的溶液体积为____mL。
Ⅰ.(1)合理(1分) 
(2)NaOH溶液(2分) 2Al+2OH+2H2O===2AlO+3H2↑(2分)
Ⅱ.(1) H+OH===H2O(2分)
(2)NH+OH===NH3·H2O或NH+OH===NH3↑+H2O(2分)
(3)H+ > Fe3+ > Al3+ > NH(2分)
(4)0.008(2分)
(5)0.032(1分),7(1分)
铝热反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3    2Al+2OH+2H2O===2AlO+3H2
依图可知OC段酸碱中和,加入31ml的碱产生铝和铁的沉淀,34---36ml生成的氢氧化铝被强碱溶解。
Al(OH)3+OH=AlO+2H2O
4 mol·L1×4ml
练习册系列答案
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(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片,分别与浓度均为6 mol?L1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后,取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。
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(2)观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊,且试管底部有少量黑色固体。
查资料已知:
①铝与盐酸反应,因反应过快而变成粉末分散到溶液中,形成黑色固体
②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式: ________。
(3)为探究(2)中黑色固体的成分,提出合理假设。
假设1:黑色固体是Al和Fe
假设2:黑色固体是Al和Si
假设3:黑色固体是Al和_______________
(4)设计实验方案,基于假设3进行实验,验证黑色固体含有Al之外的其它成分。
限选实验试剂:蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。
实验步骤
预期实验现象和结论
步骤1:将反应所得浊液过滤、洗涤,取少量固体于试管中,加入足量的6mol·L-1  H2SO4溶液,充分振荡,静置。
___________________________________,
证明黑色固体含有Si
步骤2:
 
 
 
(5)已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解,
滤去不溶物(不考虑可溶物的损失),配成250mL溶液,取出25.00mL溶液,按下列操作进行实验:

在上述操作中,需要用到的玻璃定量仪器有________________________________;
计算黑色固体中Al的质量分数为__________________(相对原子质量:Al-27  Fe-56  H-1  O-16)。

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