Question

【題目】鋁熱反應是鋁的一個重要性質，該性質用途十分廣泛．“鋁熱反應”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”．已知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如表：

物質	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔點/℃	660	2 054	1 535	1 462
沸點/℃	2 467	2 980	2 750	-

I．（1）某同學推測，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金．理由是：該反應放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金．你認為他的解釋是否合理？ ______ （填“合理”或“不合理”）．

（2）設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，反應的離子方程式為 ______ ．

（3）實驗室溶解該熔融物，在下列試劑中最適宜的試劑是 ______ （填序號）．

A、濃硫酸B、稀硫酸　　　　C、稀硝酸D、氫氧化鈉溶液

Ⅱ．實驗研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應時，硝酸的濃度越稀，對應還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低．某同學取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應，反應過程中無氣體放出．在反應結束后的溶液中，逐滴加入6molL-1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積（mL）與產(chǎn)生的沉淀的物質的量（mol）的關系如圖所示．試回答下列問題：

（1）依題意，請寫出熔融物中鐵與該稀的硝酸反應的離子方程式： ______

（2）在BC段，沉淀的物質的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應的離子方程式為 ______ ；

（3）熔融物中鋁元素的物質的量為 ______ mol．

（4）B點對應的沉淀的物質的量為 ______ mol，A點對應的氫氧化鈉溶液的體積為 ______ mL．

Answer 1

【答案】 合理 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ B 8Fe+30H++3NO3-=8Fe3++3NH4++9H2O NH4++OH-=NH3H2O 0.012 0.048 15

【解析】Ⅰ．（1）鋁的熔點比鐵低，生成鐵和液態(tài)鋁一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金，故解釋合理；鋁與NaOH溶液反應生成氣體，反應的離子方程式為2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，（3）A．濃硫酸易使鐵、鋁鈍化，不能使合金溶解，故A錯誤；B．活潑金屬與稀硫酸反應，熔融物可溶解于稀硫酸中，故B正確；C．稀硝酸與金屬反應生成污染性氣體，不是最佳選擇，故C錯誤；D．鐵不與NaOH溶液反應，不能將熔融物全部溶解，故D錯誤．故選B；Ⅱ．（1）熔融物與稀硝酸反應過程中氣體產(chǎn)生，可推斷出還原產(chǎn)物應為NH4＋，所以鐵與該稀的硝酸反應的離子方程式為8Fe+30H＋+3NO3－═8 Fe3＋+3NH4＋+9 H2O；（2）BC段沉淀的質量沒有發(fā)生變化，為NH4NO3和NaOH反應，離子方程式為NH4＋+OH－═NH3·H2O，；（3）CD段發(fā)生的反應是Al（OH）3 +OH－=AlO2－+2H2O，n（NaOH）=0.002L×6mol·L－1=0.012mol，則n（Al（OH）3）=0.012mol，即熔融物中鋁元素的物質的量為0.012mol；（4）由8Fe+30H＋+3NO3－═8 Fe3＋+3NH4＋+9 H2O、8Al+30H＋+3NO3－═8 Al3＋+3NH4＋+9 H2O、NH4＋+OH－═NH3·H2O可得關系式8（Fe和Al）～3NH4＋～3OH－，BC段消耗的OH－的物質的量為6mol·L-1×（42-39）×10-3L=0.018mol，則Fe和Al的物質的量之和為0.018mol×8/3=0.048mol，所以B點對應的沉淀Fe（OH）3和Al（OH）3的物質的量為0.048mol，AB段消耗的氫氧化鈉溶液物質的量為0.048mol×3=0.144mol，AB段消耗的氫氧化鈉的體積為0.144mol/6mol·L－1=0.024L=24ml，所以A點對應的氫氧化鈉溶液的體積為39-24=15．