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某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究.某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 -
Ⅰ.(1)某同学推测,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,而铝的溶点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金.你认为他的解释是否合理?答
合理
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
NaOH溶液
NaOH溶液
,反应的离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2

(3)实验室溶解该熔融物,在下列试剂中最适宜的试剂是
B
B
(填序号).
A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.氢氧化钠溶液
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.某同学取一定量上这的熔融物与一定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,逐滴加入4mol?L-1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)的关系如右图所示,试回答下列问题:
(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为
H++OH-═H2O
H++OH-═H2O

(2)在DE段,沉淀的物质的最没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为
NH4++OH-═NH3?H2O
NH4++OH-═NH3?H2O
,上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是
H+
H+
最弱的是
NH4+
NH4+
(填离子符号)
(3)B与A的差值为
0.008
0.008
mol.
分析:Ⅰ.(1)铝的熔点比铁低,生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金;
(2)根据铝与NaOH溶液反应的性质设计实验方案;
(3)A.浓硫酸易使铁、铝钝化,不能使合金溶解;
B.活泼金属与稀硫酸反应;
C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体;
D.铁不与NaOH溶液反应.
Ⅱ.(1)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,以此书写离子方程式;
(2)D与E一段沉淀的质量没有发生变化,为NH4NO3和NaOH反应,以此书写离子方程式;根据反应顺序确定结合OH-的能力;
(3)B与A的差值为氢氧化铝的物质的量,由EF段消耗的氢氧化钠,根据Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O,得出Al(OH)3的物质的量.
解答:解:Ⅰ.(1)铝的熔点比铁低,生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金,所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金,
故答案为:合理;
(2)铝与NaOH溶液反应生成气体,反应的化学方程式为2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑,所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝,
故答案为:NaOH溶液;2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)A.浓硫酸易使铁、铝钝化,不能使合金溶解,故A错误;
B.活泼金属与稀硫酸反应,熔融物可溶解于稀硫酸中,故B正确;
C.稀硝酸与金属反应生成污染性气体,不是最佳选择,故C错误;
D.铁不与NaOH溶液反应,不能将熔融物全部溶解,故D错误;
故答案为:B;
Ⅱ.(1)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,故答案为: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,
上述现象说明溶液中最先结合OH-是氢离子,最后结合OH-是铵根离子,所以溶液中的离子结合OH-的能力最强的是氢离子,最弱的是铵根离子,
故答案为:NH4++OH-═NH3?H2O; H+;NH4+
(3)2)由图可知,EF段消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34m=2mL,故该计算参加反应的氢氧化钠为0.002L×4mol/L=0.008mol,根据Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O可知,Al(OH)3的物质的量为0.008mol,
故答案为:0.008.
点评:本题考查铝热反应,金属与硝酸的反应、离子方程式的书写、氧化还原反应、化学计算等知识点,难度较大,清楚图中各阶段反应过程,据此判断出硝酸的还原产物以及电子转移守恒的运用是解题关键.
练习册系列答案
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某研究性学习小组对铝热反应(以Al和Fe2O3反应为例)实验进行研究.已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示:
  物质     Al   A12O3     Fe   Fe2O3
  熔点/℃     660     2054     1535     1565
  沸点/℃     2467     2980     2750 ----
试回答下列问题:
(1)铝热反应是氧化还原反应,在反应中金属铝表现出
还原
还原
性 (填“氧化”或“还原”).
(2)某同学根据以上数据推测,铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属.如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝,则实验所需用的试剂为
氢氧化钠溶液
氢氧化钠溶液
,可观察到的实验现象是
溶液中有气泡出现
溶液中有气泡出现

(3)另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3,他设计了如下方案来验证:
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中,反应一段时间后,向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液,观察溶液颜色的变化,即可证明熔融物中是否含有Fe2O3.则
①物质甲是
KSCN
KSCN
 (填化学式).
②该同学的实验方案是否合理?答:
不合理
不合理
 (填“合理”或“不合理”).
(4)把l5.12g Fe、Fe2O3和Al的混合物与0.5L 2mol?L-1稀硫酸(足量)充分反应,生成氢气n mol.则
①用浓硫酸配制0.5L 2mol?L-1的稀硫酸需要的玻璃仪器有烧杯、500mL容量瓶、量筒和
玻璃棒
玻璃棒
胶头滴管
胶头滴管

②n的取值范围是
0<n<0.84
0<n<0.84

③向反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液,当产生沉淀的量达到最大时,参加反应的NaOH的物质的量为
2
2
 mol.
精英家教网某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究.现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ.(1)某同学推测,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,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金.你认为他的解释是否合理?答:
 
(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
 

(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是
 
(填序号).
   A.浓硫酸   B.稀硫酸  C.稀硝酸      D.氢氧化钠溶液
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.某同学取一定量上述的熔融物与一定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,逐滴加入4mol?L-1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.则B点对应的沉淀的物质的量为
 
mol.
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究.现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ.(1)某同学推测,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,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金.你认为他的解释是否合理?答:
 

(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
 

(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是
 
(填序号).
A.浓硫酸   B.稀硫酸  C.稀硝酸      D.氢氧化钠溶液
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.某同学取一定量上述的熔融物与一定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,逐滴加入4mol?L-1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.试回答下列问题:
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(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为
 

(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
 
上述现象说明溶液中
 
结合OH-的能力比
 
强(填离子符号).
(3)B点对应的沉淀的物质的量为
 
mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为
 
mL.

(15分)Ⅰ某化学过程的示意图如图所示。在装置工作过程中,甲池的总反应式为:

试回答下列问题:
(1)甲池溶液中的移向       (填“a”或“b”)电极,
乙池溶液中的移向    (填“ A”或“B”)电极;
(2)电极a上发生的电极反应式为                               
(3)乙池中发生反应的离子方程式为                               
(4)当电极A处得到0.71g产物时,甲池中理论上消耗       (标准状况下)。如何检验A处的产物                                                         
Ⅱ某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知, 熔点、沸点数据如下:

物质
Al



熔点/℃
660
2054
153
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
-
(1)      某同学推测,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,铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理         (填“合理”或“不合理”)
(2)      用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          ,反应的离子方程式为                            
(3)      实验室溶解该熔融物,下列试剂中最适宜的试剂是      
A.浓硫酸        B.稀硫酸       C.稀硝酸        D. 氢氧化钠溶液

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