题目内容

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
 
,反应的离子方程式为
 
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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:
(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子为:
 
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(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为
 
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(3)当c=13mL时,原溶液中Fe3+与Al3+的物质的量之比为
 
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考点:离子方程式的有关计算,化学方程式的有关计算
专题:计算题
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: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.
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