题目内容
2.铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛.“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”.已知:Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表:| 物质 | Al | Al2O3 | Fe | Fe2O3 |
| 熔点/℃ | 660 | 2 054 | 1 535 | 1 462 |
| 沸点/℃ | 2 467 | 2 980 | 2 750 | - |
(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,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+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(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6mol•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)依题意,请写出熔融物中铁与该稀的硝酸反应的离子方程式:8Fe+30H++3NO3-═8 Fe3++3NH4++9 H2O
(2)图中OA段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为H++OH-═H2O.
(3)在BC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;
(4)熔融物中铝元素的物质的量为0.012mol.
(5)B点对应的沉淀的物质的量为0.048mol,A点对应的氢氧化钠溶液的体积为15mL.
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)熔融物与稀硝酸反应过程中气体产生,可推断出还原产物应为NH4+;
(2)OA 之间没有沉淀生成,说明硝酸过量,OA 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;
(3)BC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;
(4)CD段发生的反应是Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O,根据消耗的NaOH的物质的量可得Al(OH)3的,即为熔融物中铝元素的物质的量;
(5)B点对应的沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3,若Fe和Al用M代替,则有关系式8M~3NH4+~3OH-,通过BC段消耗的OH-即可求出沉淀的物质的量,通过Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓和Al3++3OH-=Al(OH)3↓计算AB段消耗的氢氧化钠溶液的体积,即可得到A点对应的氢氧化钠溶液的体积.
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-+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↑;
(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)熔融物与稀硝酸反应过程中气体产生,可推断出还原产物应为NH4+,所以铁与该稀的硝酸反应的离子方程式为8Fe+30H++3NO3-═8 Fe3++3NH4++9 H2O,
故答案为:8Fe+30H++3NO3-═8 Fe3++3NH4++9 H2O;
(2)OA 之间没有沉淀生成,说明硝酸过量,OA 之间发生的是硝酸和氢氧化钠的中和反应,离子方程式为H++OH-═H2O,
故答案为:H++OH-═H2O;
(3)BC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;
(4)CD段发生的反应是Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O,n(NaOH)=0.002L×6mol/L=0.012mol,则n(Al(OH)3)=0.012mol,即熔融物中铝元素的物质的量为0.012mol,
故答案为:0.012;
(5)由8Fe+30H++3NO3-═8 Fe3++3NH4++9 H2O、8Al+30H++3NO3-═8 Al3++3NH4++9 H2O、NH4++OH-═NH3•H2O可得关系式8(Fe和Al)~3NH4+~3OH-,BC段消耗的OH-的物质的量为6mol•L-1×(42-39)×10-3L=0.018mol,则Fe和Al的物质的量之和为0.018mol×$\frac{8}{3}$=0.048mol,所以B点对应的沉淀Fe(OH)3和Al(OH)3的物质的量为0.048mol,AB段消耗的氢氧化钠溶液物质的量为0.048mol×3=0.144mol,AB段消耗的氢氧化钠的体积为$\frac{0.144mol}{6mol/L}$=0.024L=24ml,所以A点对应的氢氧化钠溶液的体积为39-24=15,
故答案为:0.048;15.
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,题目难度中等,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.
| A. | 电解精炼铜,当外电路通过NA个电子时;阳极质量减少32 g | |
| B. | 反应3H2(g)+N2(g)?2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1,当放出热量 9.2 kJ时,转移电子0.6 NA | |
| C. | lmol•L1的氯化铜溶液中,若Cl-的数目为2Na,则Cu2+的数目为NA | |
| D. | 标准状况下,NO和O2各11.2L混合充分反应,所得气体的分子总数为0.75 NA |
| A. | 标准状况下,3.36LC2H4和C3H6的混合气体中含有碳碳双键的数目为0.15NA | |
| B. | 0.1mol•L-1(NH4)2SO4溶液与0.2mol•L-1NH4Cl溶液中的NH4+数目相同 | |
| C. | H2和CO混合气体8.96L在足量O2中充分燃烧消耗O2分子数为0.2NA | |
| D. | 含0.1molNH4HSO4的溶液中,阳离子数目略大于0.21NA |
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
| 阳离子 | Na+ | Al3+ | Fe3+ | Cu2+ | Ba2+ |
| 阴离子 | OH- | Cl- | CO32- | NO3- | SO42- |
②B 溶液与 E 溶液混合后产生红褐色沉淀,同时产生大量气体;
③少量 C 溶液与 D 溶液混合后产生白色沉淀,过量 C 溶液与 D 溶液混合后无现象;
④B 溶液与 D 溶液混合后无现象;
⑤将 38.4g Cu 片投入装有足量 D 溶液的试管中,Cu 片不溶解,再滴加 1.6mol/L 稀 H2SO4,Cu 逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现.
(1)据此推断 A 的化学式为:ACuSO4;BFeCl3
(2)写出过量 C 与 D 发生反应的离子方程式Al3++4OH-=AlO2-+2H2O.
(3)B 溶液中滴入石蕊试液,现象是溶液变红,原因是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+(用离子方程式说明)
| A. | S、SO3 | B. | AlCl3、NaAlO2 | C. | Na、Na2O2 | D. | NaOH、Na2CO3 |
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
②第二份加足量BaCl2溶液后,得沉淀物6.63g,经足量硝酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g;在所得滤液中加入AgNO3溶液有沉淀产生
根据上述实验,以下有关原溶液的论断不正确的是( )
| A. | Cl-一定存在 | |
| B. | CO32-和SO42-一定存在,且二者的个数比为1:2 | |
| C. | Zn2+和Ca2+一定不存在 | |
| D. | 100mL溶液中K+的质量不小于2.34g |
| A. | 溶液中能检测到Fe2+ | B. | 溶液中能检测到I2 | ||
| C. | 溶液中能检测到Fe3+ | D. | 溶液中能检测到Cl- |