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
相关题目
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)

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网