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7.现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化,均在常温下测定):
①向其中一份固体中加入100mL 2.0mol-L-1的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的pH=14;
②向另一份固体中加入140mL 4.0mol-L-1的溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0.
(1)实验①所得溶液中含铝元素的离子在溶液中的物质的量浓度为1mol/L.
(2)元铝热剂混合物中氧化铁粉末的质量为9.6g.
(3)实验②产生气体标准状况下的体积为2.688L.

分析 ①反应后溶液显碱性,说明溶液中元素Al都以AlO2-形式存在,Fe及其氧化物和碱不反应,则溶液里的物质就是NaAlO2、NaOH,其中OH-浓度是1mol/L,则根据钠离子守恒可知,AlO2-的物质的量就是0.1mol;
②反应后pH=0,则反应后氢离子的物质的量是0.14mol,由①可知,在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1mol,氯离子的物质的量是0.56mol,所以亚铁离子的物质的量为:(0.56-0.14-0.1×3)mol÷2=0.06mol;
根据反应式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3可知,反应后每一份中单质铁的物质的量是0.06mol,反应后每一份中单质铝的物质的量是:0.1mol-0.06mol=0.04mol,所以Al再和盐酸的反应生成的氢气,据此进行解答.

解答 解:①反应后溶液显碱性,说明溶液中元素Al都以AlO2-形式存在,Fe及其氧化物和碱不反应,则溶液里的物质就是NaAlO2、NaOH,其中OH-浓度是1mol/L,则根据钠离子守恒可知,AlO2-的物质的量就是0.1mol;
②反应后pH=0,则反应后氢离子的物质的量是0.14mol,由①可知,在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1mol,氯离子的物质的量是0.56mol,所以亚铁离子的物质的量为:(0.56-0.14-0.1×3)mol÷2=0.06mol;
根据反应式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3可知,反应后每一份中单质铁的物质的量是0.06mol,反应后每一份中单质铝的物质的量是:0.1mol-0.06mol=0.04mol,所以Al再和盐酸的反应生成的氢气,
(1)反应①中反应后氢氧根离子的物质的量为:1mol/L×0.1L=0.1mol,反应中消耗的氢氧化钠的物质的量为:2mol/L×0.1L-0.1mol=0.1mol,氢氧化钠与铝反应生成偏铝酸钠,则偏铝酸钠的物质的量为0.1mol,偏铝酸根离子浓度为:$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L,
故答案为:1mol/L;
(2)由Fe元素守恒可知,每份铝热剂中n(Fe2O3)=$\frac{1}{2}$n(Fe2+),故整包铝热剂中n(Fe2O3)=0.06mol×$\frac{1}{2}$×2=0.06mol,故整包铝热剂中m(Fe2O3)=0.06mol×160g/mol=9.6g,
故答案为:9.6g;
(3)反应后每一份中单质铁的物质的量是0.06mol,反应后每一份中单质铝的物质的量为:0.1mol-0.06mol=0.04mol,Fe、Al再和盐酸的反应生成的氢气,
    2Al~3H2↑,Fe~H2↑,
0.04mol 0.06mol 0.06mol 0.06mol
实验②产生气体的体积为:V=nVm=0.06mol×2×22.4L/mol=2.688L,
故答案为:2.688L.

点评 本题考查混合物计算、铝热反应、金属溶于酸碱的有关计算等,该题难度较大题,既要根据电荷守恒,计算离子的浓度,还要判断铝热反应中反应物的过量问题,对学生的思维能力和审题能力都提出了较高的要求.

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2.向一份FeCl2溶液中滴加少量KSCN(SCN是“类卤离子”,性质与卤素离子相似)溶液,再向此溶液中逐滴滴加酸性KMnO4溶液,产生现象如下:①溶液逐渐变为红色;②红色逐渐褪去;③溶液又逐渐变色.关于上述现象的解释不正确的是(  )
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12.最近《美国科学院院刊》发表了关于人体体香的研究文章称:人的体味中存在两种名为“AND”和“EST”的荷尔蒙,它们的结构简式如图.结合以上信息,下列说法正确的是(  )
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19.下列物质中不能用来区分乙酸、乙醇、苯的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

7.能量之间可以相互转化:原电池可将化学能转化为电能.
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(2)根据(1)所选的反应设计成原电池如右图1,请在图中完成并作相应标注.
写出该电池的正极反应式:2Fe3++2e-=2Fe2+
电池工作的时候,盐桥中的阴离子移向负极.(填“负极”,“正极”或“不移动”)
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若将该反应设计成如图2的原电池,请在图中完成电极材料及电解质
溶液的标注.

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