题目内容

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,实验中他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)写出该反应的化学方程式:
2Al+Fe2O3
 高温 
.
 
Al2O3+2Fe
2Al+Fe2O3
 高温 
.
 
Al2O3+2Fe

(2)为检验铝热反应后的固体成分,请填写下表:
检验成分 操作步骤 实验现象与结论
取少量固体样品加入NaOH溶液中
取少量固体样品加入NaOH溶液中
若有(无)气泡产生,说明该样品中含有(不含)铝
若有(无)气泡产生,说明该样品中含有(不含)铝
氧化铁
取少量样品加入稀硫酸中,滴加KSCN溶液
取少量样品加入稀硫酸中,滴加KSCN溶液
若溶液变红色,说明原样品中含有Fe2O3,反之,则不含Fe2O3
若溶液变红色,说明原样品中含有Fe2O3,反之,则不含Fe2O3
(3)探究铝热反应后固体的性质:
将反应后容器中的固体残余物置于烧杯中,加入一定量的稀硝酸,固体完全溶解,反应过程中无气体放出(活泼金属可把稀HNO3还原为NH4NO3).在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(mol)与加入NaOH溶液的体积(mL)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
NH4++OH-═NH3?H2O

②B与A的差值为
0.008
0.008
分析:(1)铝粉和氧化铁在高温下反应生成氧化铝和铁;
(2)根据铝和与氢氧化钠反应以及氧化铁与酸反应生成铁离子,利用KSCN检验;
(3)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,以此解答.
解答:解:(1)铝粉和氧化铁在高温下反应生成氧化铝和铁,反应的离子方程式为2Al+Fe2O3
 高温 
.
 
Al2O3+2Fe,故答案为:2Al+Fe2O3
 高温 
.
 
Al2O3+2Fe;
(2)铝和与氢氧化钠反应,可取少量固体样品加入NaOH溶液中,若有气泡产生,说明该样品中含有铝,否则没有铝;
检验氧化铁,可取少量样品加入稀硫酸中,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明原样品中含有Fe2O3,反之,则不含Fe2O3
故答案为:
检验成分 操作步骤 实验现象与结论
取少量固体样品加入NaOH溶液中 若有(无)气泡产生,说明该样品中含有(不含)铝
氧化铁 取少量样品加入稀硫酸中,滴加KSCN溶液 若溶液变红色,说明原样品中含有Fe2O3,反之,则不含Fe2O3
(3)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;
②E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.
点评:本题综合考查铝的性质,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握铝的化合物的性质,结合反应的图象进行计算,解题时注意两点:1.有两种金属,铝和铁,其中氢氧化铝具有两性,2.HNO3的还原产物有N2O,NO,NO2,NH4+等,其中,铵根可以保留在溶液中,且可以与氢氧化钠反应.
练习册系列答案
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Ⅰ.氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质.

请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)①如图1是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是
轻轻挤压滴管,使少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K
轻轻挤压滴管,使少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K

②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是(用电离方程式 表示)
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-

(3)该小组同学设计了图2所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物.
①实验现象为:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染.请写出氨气与CuO反应的化学方程式
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O
3CuO+2NH3
  △  
.
 
3Cu+N2+3H2O

②碱石灰的作用是
吸收氨气中混有的水蒸气,防止干扰产物水的测定
吸收氨气中混有的水蒸气,防止干扰产物水的测定

③整套装置在方框处应添加一种装置后,此实验设计才较完善,请在方框中补画出E装置图(要求 注明装置中所加试剂名称)

Ⅱ.3.2g Cu与30mL,8mol/L过量HNO3反应,硝酸的还原产物为NO,NO2,反应后溶液中所含H+为a mol,则:①此时溶液中所含的NO3-
0.1+a
0.1+a
mol.
②所生成的NO在标准状况下体积为
(0.02-0.5a)×22.4
(0.02-0.5a)×22.4
 L.(以上结果均用含a的代数式表示)
Ⅲ.某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜.
查阅资料知道:
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜.
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸.在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫.为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图3所示的实验:
(1)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为
2CuS+3O2
 高温 
.
 
2CuO+2SO2
2CuS+3O2
 高温 
.
 
2CuO+2SO2

(2)关于固体甲的成分的判断中,下列说法正确的是
BCD
BCD

A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在;
B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种;
C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S;
D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S.
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②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是(用电离方程式 表示)   
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③整套装置在方框处应添加一种装置后,此实验设计才较完善,请在方框中补画出E装置图(要求 注明装置中所加试剂名称)   
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D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S.

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