题目内容

19．某研究性学习小组对铝热反应（以铝和氧化铁反应为例）实验进行研究．已知Al、A12O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示：
物质AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃660205415351462
沸点/℃246729802750-------
请回答下列问题：
（1）铝热反应是氧化还原反应，在反应中金属铝被氧化 （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NaOH溶液．
（3）另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，他设计了如下实验方案来验证：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KSCN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：该同学的实验方案是否合理：不合理（填“合理”或“不合理”），
若不合理，原因是Fe3+易被Fe、Al还原成Fe2+ （若合理则不用填写）．
（4）把7.47g熔融物（主要含有Fe和少量Fe2O3、A1）投入 140mL1.00mol•L-1稀硫酸（足量）充分反应，将反应后的混合液分成两等份，向其中一份滴加KSCN溶液，溶液不变色，向另一份中滴加2.00mol•L-1的NaOH溶液，当加入2.5mL时开始产生沉淀，加入NaOH溶液的体积与所得沉淀质量数据如表：（不考虑空气对沉淀的影响）
V （NaOH）mL20.040.060.080.0100.0
m（沉淀）/g1.293.094.895.45.4
①当NaOH溶液体积为70mL时沉淀量达到最大．
②求1.29g沉淀中各成分的质量．（写出计算过程）

分析 （1）根据铝元素的化合价变化判断铝的性质；
（2）铝能和强碱反应生成偏铝酸盐和氢气，而铁不与强碱溶液反应；
（3）铁离子能够与铝、铁发生反应生成亚铁离子，干扰了铁离子的检验；
（4）①把7.47g熔融物（主要含有Fe和少量Fe2O3、A1）投入 140mL1.00mol•L-1稀硫酸（足量）充分反应，将反应后的混合液分成两等份，向其中一份滴加KSCN溶液，溶液不变色，说明溶液中铁元素全部为亚铁离子，向另一份中滴加2.00mol•L-1的NaOH溶液，当加入2.5mL时开始产生沉淀，则2，5ml是中和剩余硫就硫酸，随氢氧化钠加入亚铁离子、铝离子生成沉淀，最大沉淀时，依据硫酸根离子和钠离子守恒计算所需氢氧化钠溶液体积；
②分析可知1.29g沉淀中含氢氧化铝和氢氧化亚铁沉淀，设1.29 g沉淀中含A1（OH）3x mol，Fe（OH）2 y mol，
则78x+90y=1.29
2.5×10-3×2.00+3x+2y=20×10-3×2.00
列式计算得到沉淀质量．

解答 解：（1）铝热反应中铝作氧化剂，铝失电子化合价升高被氧化，反应中体现出其还原性，
故答案为：氧化；
（2）铝能和强碱反应生成盐和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液，观察到的现象是溶液中有气泡出现，
故答案为：NaOH溶液；
（3）由于铁离子检验氧化性，能够与铁、铝发生反应生成亚铁离子，干扰了铁离子的检验，所以该方法不合理，
故答案为：不合理；Fe3+易被Fe、Al还原成Fe2+；
（4）①当沉淀量最大时钠离子全部变化为硫酸钠，结合元素守恒，
2NaOH～H2SO4，
2               1
 n           0 140L×1.00mol•L-1
n=0.28mol
每份溶液全部沉淀需要氢氧化钠物质的量=0.14mol，
沉淀最大需要氢氧化钠溶液体积=$\frac{0.14mol}{2mol/L}$=0.07L=70ml，
故答案为：70；
②分析可知1.29g沉淀中含氢氧化铝和氢氧化亚铁沉淀，设1.29 g沉淀中含A1（OH）3x mol，Fe（OH）2 y mol，
则78x+90y=1.29
2.5×10-3×2.00+3x+2y=20×10-3×2.00
解得：x=0.005，y=0.01
所以Al（OH）3的质量为0.005mol×78g/mool=0.39 g，
Fe（OH）2的质量为0.01mol×90g/mol-=0.9 g，
答：Al（OH）3的质量0.39 g，Fe（OH）2的质量为0.9 g．

点评 本题考查了铝热反应原理、化学方程式的计算，题目难度中等，注意掌握铝热反应原理，明确根据化学方程式进行化学计算的方法，（4）为难点、易错点，注意合理分析质量变化及发生的反应，元素守恒和反应定量关系的计算是解题关键．

练习册系列答案
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9．以下是有关SO2、Cl2的性质实验．

（1）某小组设计如图1所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO2和Cl2的性质．
①若从左端分别通入SO2和Cl2，装置A中观察到的现象相同（填“相同”或“不相同”）；若装置D中装的是V2O5（催化剂）．通入SO2时，打开K通入适量O2的化学反应方程式为2SO2+O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3．
②SO2通入B中，溶液颜色褪去，则该反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=4H++2I-+SO42-．
（2）某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入加量（填字母）AC，能产生白色沉淀．
A．氨水     B．稀盐酸    C．硝酸钾溶液      D．氯化钠溶液
（3）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为2：3；当Cl2的与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生．写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+．
（4）某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如图2，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．通入SO2的电极为负极，其电极反应式为SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；电池的总反应式2SO2+O2+2H2O=2H2SO4．
10．T℃时，向2L恒容密闭容器中充入1mol NO2与2mol SO2发生如下反应：NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H=-41.8kJ•mol-1．
（1）下列能说明该反应达到平衡状态的是b．
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗n mol SO3的同时生成n mol NO2
（2）反应进行到20s 时，测得反应速率v（NO）=0.005mol•L-1•s-1，则消耗的NO2为0.2mol．
（3）下列措施能使反应加快的是bc（仅改变一个条件）
a．降低温度         b．缩小容积       c．使用效率更高的催化剂
（4）若上述容器为绝热容器（与外界无热交换），则到达平衡所需时间将b．
a．延长            b．缩短            c．不变             d．无法确定．
7．下列离子方程式书写不正确的是（　　）
A．Fe与稀盐酸反应：Fe+2H+═Fe3++H2↑
B．盐酸与NaOH溶液反应：H++OH-═H2O
C．CaCO3与稀HNO3反应：CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
D．BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应：Ba2++SO42-═BaSO4↓
14．在水溶液中能够大量共存的离子组是（　　）
A．H+、Na+、C1-、NO3-B．K+、Ag+、C1-、NO3-
C．H+、Na+、CO32-、SO42-D．H+、Fe2+、C1-、OH-
4．如图装置，将溶液A逐滴加入固体B中，下列叙述正确的是（　　）
A．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
B．若A为浓盐酸，B为KMnO4，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色
C．若A为浓H2SO4，B为Cu，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液变浑浊
D．若A为浓H2SO4，B为Na2SO3固体，C中盛石蕊试液，则C中溶液先变红后褪色
11．SO2是有用的化工原料，回收利用SO2既能减少大气污染，又能充分利用资源．有学者提出利用Fe3+、Fe2+等离子的作用，在常温下将SO2氧化成SO42-而实现SO2的回收利用．某研究性学习小组设计如图1下方案，在实验室条件下测定转化器的脱硫效率：

（1）写出Fe3+将SO2氧化成SO42-的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+．
（2）向滴有紫色石蕊溶液的试管中通入SO2气体，现象是紫色石蕊溶液变红，若再向其中滴入足量的氯水，现象是变红的溶液逐渐褪色，涉及反应的化学方程式有Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4、Cl2+H2O=HCl+HClO．
（3）图2甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：

①甲、乙、丙3个装置中共同发生的反应的化学方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，
体现了浓硝酸的性质是酸性、强氧化性，往浅绿色的Fe（NO3）2溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是溶液颜色变黄加深
②和甲装置相比，乙装置的优点是可以控制反应进行；吸收NO2气体，防止污染环境．
（4）图3所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是C
A．两个实验均表现了NH3易溶于水
B．两个实验均表现了NH3易挥发
C．两个实验均表现了NH3是碱性气体
D．两个实验均表现了NH3是还原性气体．
8．将标准状况下的某气体（摩尔质量为M g/mol）溶于a g水中，所得溶液的密度为b g/cm3，物质的量浓度为c mol/L，则该气体溶入水中的体积是（　　）
A．$\frac{22.4ac}{M?1-c?}$ LB．$\frac{22.4c}{M}$ L
C．$\frac{22.4ac}{1000b-Mc}$ LD．$\frac{22.4ac}{1000b}$ L
9．我国科学工作者合成了许多结构复杂的天然有机化合物，如：叶绿素、血红素、维生素B等，叶绿素的结构如图所示，下列有关说法正确的是（　　）
A．叶绿素属于高分子化合物
B．叶绿素分子中含有两种类型的双键
C．叶绿素不属于芳香烃
D．在一定条件下，叶绿素能加成、水解、酯化等反应

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