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    某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“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

    Al

    Al2O3

    Fe

    Fe2O3

    熔点/℃

    660

    2054

    1535

    1462

    沸点/℃

    2467

    2980

    2750

    --

     

    Ⅰ.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？答：__________(填“合理”或“不合理”)

    （1）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                                            。

    （2）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是            (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：

    （3）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为__________

    （4）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程式为__________

    （5）上述现象说明溶液中________________结合OH－的能力比________强（填离子符号）。

    （6）B点对应的沉淀的物质的量为________mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_______mL。

     

    【答案】

    （1）合理

    （2）NaOH溶液；2Al+2OH-+H2O=2AlO2-+3H2↑

    （3）B

    （4）H++OH-═H2O

    （5）NH4++OH-═NH3•H2O； H+  Al3+  Fe3+ ；NH4+

    （6）0.032   7

    【解析】

    试题分析：（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。

    （2）铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的化学方程式为2Al+2OH-+H2O=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。

    （3）A选项，浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解，故A错误；B选项，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选项，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选项铁不与NaOH溶液反应，不能将熔融物全部溶解，故D错误。

    （4）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。

    （5）D-E段沉淀的质量没有发生变化，为NH4NO3和NaOH反应，反应的离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O，上述现象说明溶液中最先结合OH-是氢离子，最后结合OH-是铵根离子，所以溶液中的离子结合OH-的能力最强的是氢离子，最弱的是铵根离子。

    （6）沉淀的总量可根据NH4+的量，根据NH4++OH-═NH3•H2O 得出n(NH4+)=(34-31)×10-3L×4mol/L=0.012 mol，根据氧化还原反应，N元素由+5价变为-3价，而金属都由0价变为+3价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量为0.012mol×8/3=0.032mol。滴加NaOH体积为31ml时，发生反应为①H++OH-=H2O，②Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，可计算得出C点氢氧化钠溶液的体积为31ml - ×103ml/L=7ml。

    考点：实验设计评价、氧化还原反应、化学计算。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某研究性学习小组对铝热反应（以Al和Fe2O3反应为例）实验进行研究．已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示：
      物质     Al   A12O3     Fe   Fe2O3
      熔点/℃     660     2054     1535     1565
      沸点/℃     2467     2980     2750 ----
    试回答下列问题：
    （1）铝热反应是氧化还原反应，在反应中金属铝表现出
    还原
    还原
    性 （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
    氢氧化钠溶液
    氢氧化钠溶液
    ，可观察到的实验现象是
    溶液中有气泡出现
    溶液中有气泡出现
    ．
    （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物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3．则
    ①物质甲是
    KSCN
    KSCN
     （填化学式）．
    ②该同学的实验方案是否合理？答：
    不合理
    不合理
     （填“合理”或“不合理”）．
    （4）把l5.12g Fe、Fe2O3和Al的混合物与0.5L 2mol?L-1稀硫酸（足量）充分反应，生成氢气n mol．则
    ①用浓硫酸配制0.5L 2mol?L-1的稀硫酸需要的玻璃仪器有烧杯、500mL容量瓶、量筒和
    玻璃棒
    玻璃棒
    、
    胶头滴管
    胶头滴管
    ．
    ②n的取值范围是
    0＜n＜0.84
    0＜n＜0.84
    ．
    ③向反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，当产生沉淀的量达到最大时，参加反应的NaOH的物质的量为
    2
    2
     mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．某高中化学教材中对“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 Al Al2O3 Fe Fe2O3
    熔点/℃ 660 2054 1535 1462
    沸点/℃ 2467 2980 2750 -
    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，而铝的溶点比铁低，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？答
    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
    NaOH溶液
    ，反应的离子方程式为
    2Al+2OH-+2H2O═2AlO
     
    -
    2
    +3H2↑
    2Al+2OH-+2H2O═2AlO
     
    -
    2
    +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
    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．某同学取一定量上这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）的关系如右图所示，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方程式为
    H++OH-═H2O
    H++OH-═H2O
    ．
    （2）在DE段，沉淀的物质的最没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为
    NH4++OH-═NH3?H2O
    NH4++OH-═NH3?H2O
    ，上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是
    H+
    H+
    最弱的是
    NH4+
    NH4+
    （填离子符号）
    （3）B与A的差值为
    0.008
    0.008
    mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    精英家教网某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．现行高中化学教材中对“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 Al Al2O3 Fe Fe2O3
    熔点/℃ 660 2054 1535 1462
    沸点/℃ 2467 2980 2750 --
    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？答：
     
    （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
     
    ，反应的离子方程式为
     
    ．
    （3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是
     
    （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．则B点对应的沉淀的物质的量为
     
    mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．现行高中化学教材中对“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 Al Al2O3 Fe Fe2O3
    熔点/℃ 660 2054 1535 1462
    沸点/℃ 2467 2980 2750 --
    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？答：
     

    （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
     

    反应的离子方程式为
     
    ．
    （3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是
     
    （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：
    精英家教网
    （1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为
     

    （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程式为
     
    上述现象说明溶液中
     
    结合OH-的能力比
     
    强（填离子符号）．
    （3）B点对应的沉淀的物质的量为
     
    mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为
     
    mL．

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    科目：高中化学 来源：2012届山东省莱州一中高三第二次质量检测化学试卷 题型：填空题

    （15分）Ⅰ某化学过程的示意图如图所示。在装置工作过程中，甲池的总反应式为：。

    试回答下列问题：
    （1）甲池溶液中的移向       （填“a”或“b”）电极，
    乙池溶液中的移向    （填“ A”或“B”）电极；
    （2）电极a上发生的电极反应式为                               ；
    （3）乙池中发生反应的离子方程式为                               ；
    （4）当电极A处得到0.71g产物时，甲池中理论上消耗       (标准状况下)。如何检验A处的产物                                                         。
    Ⅱ某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材对“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， 熔点、沸点数据如下：

    物质
    		Al



    熔点/℃
    		660
    		2054
    		153
    		1462
    沸点/℃
    		2467
    		2980
    		2750
    		-
    （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，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         （填“合理”或“不合理”）
    （2）      用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          ，反应的离子方程式为                            。
    （3）      实验室溶解该熔融物，下列试剂中最适宜的试剂是      
    A.浓硫酸        B.稀硫酸       C.稀硝酸        D. 氢氧化钠溶液

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