题目内容

10．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AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃660205415351462
沸点/℃246729802750--
I．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，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．请你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，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
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，对应反应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：
（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．
（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：NH4++OH-═NH3•H2O．
（3）当图中C=13mL时，原溶液中Fe3+与Al3+的物质的量之比为2：1．

分析 Ⅰ．根据铝与NaOH溶液反应的性质设计实验方案；
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，以此书写反应的离子方程式；
（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；
（3）根据反应图象结合反应的离子方程式计算．

解答 解：I．铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的化学方程式为2Al+2OH-+2H2O=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-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
Ⅱ．图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生的离子方程式为H++OH-=H2O；在DE段沉淀的物质的量没有变化，应为NH4+和OH-的反应，此阶段发生反应的离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O；
（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；
（2）D与E一段沉淀的质量没有发生变化，该反应为NH4NO3和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH4++OH-═NH3•H2O，
故答案为：NH4++OH-═NH3•H2O；
（3）EF段发生Al（OH）3 +OH-=AlO2-+2H2O，n（NaOH）=0.002L×4mol/L=0.008mol，则n（Al（OH）3）=0.008mol，
图中CD段铝离子消耗的氢氧根是（36-34）×3ml=6ml，所以三价铁离子消耗的氢氧根离子的物质的量为31ml-13ml-6ml=12ml，而铝离子和铁离子与氢氧根离子都是1：3反应，所以物质的量之比等于消耗氢氧化钠的体积之比，即12ml：6ml=2：1，故答案为：2：1．

点评 本题考查较为综合，涉及铝热反应，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，属于中等难度试题；解答此题关键是判断出硝酸的还原产物以及电子转移守恒的运用．

练习册系列答案
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12．对于Zn（s）+H2SO4（aq）═ZnSO4（aq）+H2（g）△H=？的化学反应，下列叙述不正确的是（　　） 
A．反应过程中能量关系如图所示，则该反应为放热反应
B．化学反应的反应热与反应方程式的计量数有关
C．若将该反应设计成原电池，锌为负极
D．若将其设计为原电池，当有32.5 g锌溶解时，正极放出气体一定为11.2 L
1．下列说法不符合生产实际的是（　　）
A．硫酸工业的尾气中含有少量SO2，可用石灰水吸收，然后再用硫酸处理
B．工业上，常采用铁触媒催化剂，在400～500℃和10～30 MPa的条件下合成氨
C．造气中产生的CO，可在催化剂作用下，与水蒸气反应生成CO2和H2．
D．在硫酸生产中，SO2催化氧化选择1～10 MPa、400～500℃条件下进行
18．如图所示，在实验室里，通常利用浓硫酸与乙醇混合加热制乙烯，加热一段时间后溶液中有黑色现象出现．过一段时间后，经硫酸酸化的高锰酸钾溶液褪色．经分析得知：产生的气体中含有CH2=CH2、SO2、CO2、H2O．

酸性高锰酸钾溶液褪色，甲同学认为能证明乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化了；乙同学认为不能证明乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化了．
（1）写出乙醇制取乙烯的反应原理：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
（2）你认为哪个同学的观点正确？乙 （填“甲”或“乙”），理由是（从下列选项中选）CD
A．（Ⅱ）瓶中酸性高锰酸钾溶液褪色，能证明乙烯发生了氧化反应
B．（Ⅱ）瓶中酸性高锰酸钾溶液褪色，能证明乙烯发生了加成反应
C．（Ⅱ）瓶中酸性高锰酸钾溶液褪色，不能证明通入的气体是纯净物
D．（Ⅱ）瓶中酸性高锰酸钾溶液褪色，只能证明通入的气体一定具有还原性
（3）丙同学取（Ⅱ）瓶中少量溶液于试管里，加入盐酸和氯化钡溶液，产生白色沉淀，他认为乙烯中一定混有二氧化硫，你认为他的结论是否可靠？不可靠 （填“可靠”或“不可靠”）；理由是硫酸酸化的高锰酸钾溶液中本身就含有SO42-．
（4）丁同学想证明乙烯能否与溴发生反应，于是对上述实验进行了改进，改进的方法是：在装置（Ⅰ）和（Ⅱ）之间增加一个装有足量NaOH溶液的洗气瓶，且将（Ⅱ）瓶中溶液换成溴的四氯化碳溶液．发生加成反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br．
5．部分弱酸的电离常数如下表：
弱酸HCOOHHClOH2CO3H2SO3
电离常数
（25℃）		Ki=1.77×10-4Kii=2.98×10-6K1Ki1=4.3×10-7
Ki2=5.6×10-11		Ki1=1.54×10-2
Ki2=5.6×10-7
（1）同温同物质的量浓度的HCOONa（aq）与NaClO（aq）中pH大的是NaClO（aq）．
（2）1molCl2与2molNa2CO3（aq）反应除生成NaCl外还有NaHCO3、NaClO（填化学式）．
（3）向一定量的NaHCO3（aq）中通入少量的SO2（g），反应的离子方程式为HCO3-+SO2→HSO3-+CO2↑．
亚硒酸（H2SeO3）也是一种二元弱酸，常温下是一种无色固体，易溶于水，有较强的氧化性．
（4）将亚硒酸与高锰酸钾共热可制得硒酸（H2SeO4），配平该反应方程式，并标出电子转移
的方向和数目．
5H2SeO3+2KMnO4→1K2SeO4+2MnSeO4+2H2SeO4+3H2O
（5）与硫同族的元素Te，最高价氧化物的水化物碲酸（H6TeO6）的酸性比H2SO4弱（选填“强”或“弱”），其氧化性比硫酸强．向碲酸中通入SO2气体，若反应中生成的TeO2与Te的物质的量之比为2：1，写出该反应的化学方程式5SO2+3H6TeO6→2TeO2+Te+5H2SO4+4H2O．当6mol碲酸与一定量SO2恰好完全反应，所得溶液体积为20L，则所得溶液的pH为0．
15．20世纪前，黑火药是世界上唯一的火箭推进剂，黑火药爆炸的化学方程式为：S+2KNO3+3C→K2S+N2↑+3CO2↑．20世纪60年代，火箭使用的是液体推进剂，常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等，可燃物有肼（N2H4）、液氢等．
（1）K原子核外电子云有4种不同的伸展方向，电子填充了10个轨道；写出硫原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p4，比较反应所涉及的原子的原子半径大小：K＞S＞C＞N＞O；
（2）写出产物中含极性键的非极性分子的结构式O=C=O，产物K2S的电子式为；
（3）已知S和氯水反应会生成两种强酸，其离子方程式为S+3Cl2+4H2O→SO42-+8H++6Cl-；
（4）以上的火箭推进剂一般含有氮元素，含氮化合物种类丰富．有一含氮化合物，具有很强的爆炸性，86g该化合物爆炸分解会生成标况下N267.2L和另一种气体单质H2．写出其爆炸的化学方程式2HN3→H2+3N2．
2．下列有关描述正确的是（　　）
A．第一电离能：B＞Be＞Li
B．电负性：F＞N＞O
C．Fe2+的最外层电子排布式为：3s23p63d6
D．基态铜原子的价电子排布图：
19．化学与科学、社会、环境、生活等都密切相关，下列有关说法错误的是（　　）
A．食品包装中的干燥剂必须用特别包装纸包装，其成分多为氧化钙颗粒，也有硅胶颗粒
B．蛋白质、塑料、合成橡胶、光导纤维都是高分子化合物
C．Fe2O3、CuO、PbO等金属氧化物是我国古代就已经使用的用于烧碱釉陶的彩色釉面原料
D．控制汽车尾气、工业尾气、建筑扬尘、垃圾焚烧等的任意排放是治理雾霾天气重要环节
20．某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示．

实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律．利用上述装置图1一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
（1）实验中选用的物质名称为：A高氯酸，B碳酸钙或碳酸钡或碳酸钠．
（2）C处反应的离子方程式为SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-（或SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-）．
（3）根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是Cl＞C＞Si．
实验Ⅱ：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn2+，利用上述装置图2探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸．
（4）写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O．
（5）B处的实验现象为试纸变蓝．
（6）根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl＞Br＞I，否（填“能”或“否”）．

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