(15分)某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并放出耀眼的光芒”;“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔
题型:不详难度:来源:
(15分)某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并放出耀眼的光芒”;“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。
物质
| Al
| Al2O3
| Fe
| Fe2O3
| 熔点/℃
| 660
| 2054
| 1535
| 1462
| 沸点/℃
| 2467
| 2980
| 2750
|
| Ⅰ.(1)该同学推测,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,而铝的熔点比铁的低,此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金。你认为他的解释是否合理______(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________,反应的离子方程式为____________________________。 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。取一定量该熔融物与足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,逐渐滴加4 mol·L-1 NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积V(NaOH)与产生沉淀的物质的量n(沉淀)的关系如图所示。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:_______。 (3)由上述图像分析可知,溶液中离子结合OH-的能力由强到弱的顺序是___________。(用离子符号表示) (4)B与A的差值___________mol。 (5)B点对应的沉淀的物质的量为_______ mol,C点对应的溶液体积为____mL。 |
答案
Ⅰ.(1)合理(1分) (2)NaOH溶液(2分) 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑(2分) Ⅱ.(1) H++OH-===H2O(2分) (2)NH+OH-===NH3·H2O或NH+OH-===NH3↑+H2O(2分) (3)H+ > Fe3+ > Al3+ > NH(2分) (4)0.008(2分) (5)0.032(1分),7(1分) |
解析
铝热反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ 依图可知OC段酸碱中和,加入31ml的碱产生铝和铁的沉淀,34---36ml生成的氢氧化铝被强碱溶解。 Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O 4 mol·L-1×4ml |
举一反三
(16分)镁化合物和氯气均具有广泛用途,请回答下列问题: (1)写镁和氯气反应产物的电子式 (2)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。则下列选项中正确的是
A MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力 B Mg与X2的反应是放热反应 C MgBr2与Cl2反应的△H<0 D 化合物的热稳定性顺序为MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2 (3)在298K、100Kpa时,在1L水中可溶解0.09mol氯气,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题: ①该反应的离子方程式为 ,平衡常数表达式为 ②在上述平衡体系中加入少量NaCl固体,平衡将 (填“正向移动”、“逆向移动”、“不移动”);增大氯气的压强,氯气的溶解度将 ,氯气和水反应的平衡常数将 (填“变大”、“变小”、“不变”)。 ③已知: H2CO3 HCO3- + H+ Ka1(H2CO3) = 4.45×10-7 HCO3- CO32- + H+ Ka2(H2CO3) = 5.61×10-11 HClO H+ + ClO- Ka(HClO) = 2.95×10-8 请依据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数,写出在下列条件下所发生反应的离子方程式: 将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中____________________________________; |
下列用途主要体现铝的物理性质的是: ①家用铝锅 ②盛浓硝酸的容器 ③制导线 ④焊接钢轨 ⑤包装铝箔 ⑥炼钢的脱氧剂 ⑦做防锈油漆 |
如图所示,y表示沉淀的质量,x表示加入试剂的体积,能够用该图表示的反应是:
A.向AlCl3溶液中加入浓氨水至过量 | B.向Ca(OH) 2溶液中通入CO2至过量 | C.向Na[Al(OH)4]溶液中加入盐酸至过量 | D.向AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量 |
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质量相同的两份铝分别与足量的氢氧化钠溶液和稀盐酸反应,在同温同压下产生的氢气体积比为 |
(16分)某研究小组取足量形状、质量均相同的铝片,分别与浓度均为6 mol•L-1的等体积的盐酸、氢氧化钠溶液充分反应后,取出剩余的铝片洗净、干燥、称量。 (1)上述反应剩余铝片的质量,前者________后者(填“大于”或“小于”或“等于”)。 (2)观察铝片与盐酸反应后的溶液较浑浊,且试管底部有少量黑色固体。 查资料已知: ①铝与盐酸反应,因反应过快而变成粉末分散到溶液中,形成黑色固体 ②电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,氧化铝中往往还含有微量的氧化铁和二氧化硅杂质。写出在电解池中生成的铝与杂质二氧化硅反应的化学方程式: ________。 (3)为探究(2)中黑色固体的成分,提出合理假设。 假设1:黑色固体是Al和Fe 假设2:黑色固体是Al和Si 假设3:黑色固体是Al和_______________ (4)设计实验方案,基于假设3进行实验,验证黑色固体含有Al之外的其它成分。 限选实验试剂:蒸馏水、6mol·L-1H2SO4溶液、6mol·L-1NaOH溶液、6mol·L-1氨水、0.01mol·L-1KMnO4溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。
实验步骤
| 预期实验现象和结论
| 步骤1:将反应所得浊液过滤、洗涤,取少量固体于试管中,加入足量的6mol·L-1 H2SO4溶液,充分振荡,静置。
| ___________________________________, 证明黑色固体含有Si
| 步骤2:
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| (5)已知硅与NaOH溶液反应与铝相似。取m1g黑色固体加足量NaOH溶液充分溶解, 滤去不溶物(不考虑可溶物的损失),配成250mL溶液,取出25.00mL溶液,按下列操作进行实验:
在上述操作中,需要用到的玻璃定量仪器有________________________________; 计算黑色固体中Al的质量分数为__________________(相对原子质量:Al-27 Fe-56 H-1 O-16)。 |
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