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AlAl2O3FeFe2O3
熔点/℃6602 0541 5351 462
沸点/℃2 4672 9802 750-
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？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，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．

练习册系列答案
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3．设NA表示阿伏加德罗的数值．下列说法正确的是        （　　）
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10．五种固体物质 A、B、C、D、E 由下表中不同的阴阳离子组成，它们均易溶于水．
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-
①A 溶液与 C 溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀 HNO3，沉淀部分溶解，剩余 白色固体；
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）
17．某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体Cox（NH3）y ClZ．为测定其组成，进行如下实验．
Ⅰ．氨的测定：精确称取wg样品，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol•L-1的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol•L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液．
氨的测定装置（已省略加热和加持装置）
Ⅱ．氯的测定：另准确称取wg样品，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定．已知：AgCl为白色沉淀Ksp（AgCl）=1.8×10-10；Ag2CrO4为砖红色沉淀，Ksp（Ag2CrO4）=1.2×10-12；Ag2S为黑色沉淀，Ksp（Ag2S）=6.3×10-50．
Ⅲ．根据样品质量为wg即可确定样品中Co元素的质量，进而确定样品的化学组成．
回答下列问题：
（1）实验前，按图组装好装置后，如何检查该装置的气密性在连接好装置后，将导管一端伸入水中，用手捂住A中的烧瓶，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段水柱，则气密性良好；
（2）盛装10%NaOH溶液的仪器名称分液漏斗；
（3）样品中氨的质量分数表达式为$\frac{1{0}^{-3}（{c}_{1}{V}_{1}{-c}_{2}{V}_{2}）mol×17g/mol}{wg}$；
（4）标准硝酸银溶液应装在棕色的酸式滴定管中；若滴定管未用标准液润洗，则测定Cl-的量偏大
．（填“偏大”“偏小”）
（5）在测定氯的过程中，应选用K2S（填“K2CO3”或“K2S”）为指示剂，判断达到测定终点时的操作和现象为滴入最后一滴标准溶液，生成黑色沉淀，且30s 不复原．
（6）当达到滴定终点时，若c（Ag+）=1.0×10-5 mol•L-1，$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（Cr{O}_{4}^{2-}）}$=，（或$\frac{c（C{l}^{-}）}{c（{S}^{2-}）}$=）2.86×1034（根据所选指示剂进行填空）
7．甲、乙、丙、丁四种物质在一 定条件下的转化关系如图所示，当乙作为反应物且与甲的物质的量相等时，△H=△H1+△H2．则甲、丙可能是（　　）
A．S、SO3B．AlCl3、NaAlO2C．Na、Na2O2D．NaOH、Na2CO3
14．某水溶液中含有以下离子中的若干种：K+、Cl-、Ca2+、Zn2+、CO32-、SO42-，现取两份溶液各100mL分别进行如下实验：
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
11．某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化．
请回答下列问题：

（1）实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低．由此判断铝条与盐酸的反应是放热反应，Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl的反应是吸 热反应．反应过程
①（填“①”或“②”）的能量变化可用图2表示．
（2）一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量．若生成气态水放出的热量为Q1；生成液态水放出的热量为Q2．那么Q1小于Q2（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）已知：4HCl+O2═2Cl2+2H2O，该反应中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量．则断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为31.9kJ．
12．将0.1 mol•L-1的FeCl3溶液与0．lmol•L-1的KI溶液等体积混合充分反应：2FeCl3+2KI?2FeCl2+2KCl+I2，下列能证明该反应存在一定的反应限度的是（　　）
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-

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