Question

某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究．某高中化學(xué)教材中對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)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”．查閱《化學(xué)手冊(cè)》知，Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔點(diǎn)/℃	660	2054	1535	1462
沸點(diǎn)/℃	2467	2980	2750	-

Ⅰ．（1）某同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金．理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的溶點(diǎn)比鐵低，此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金．你認(rèn)為他的解釋是否合理？答______（填“合理”或“不合理”）
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁．該實(shí)驗(yàn)所用試劑是______，反應(yīng)的離子方程式為______．
（3）實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物，在下列試劑中最適宜的試劑是______（填序號(hào)）．
A．濃硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氫氧化鈉溶液
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低．某同學(xué)取一定量上這的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出．在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4mol?L^-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(zhì)的量（mol）的關(guān)系如右圖所示，試回答下列問題：
（1）圖中OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______．
（2）在DE段，沉淀的物質(zhì)的最沒有變化，則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______，上述現(xiàn)象說明溶液中的離子結(jié)合OH^-的能力最強(qiáng)的是______最弱的是______（填離子符號(hào)）
（3）B與A的差值為______mol．

Answer 1

解：Ⅰ．（1）鋁的熔點(diǎn)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(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金，
故答案為：合理；
（2）鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，所以可用NaOH溶液檢驗(yàn)所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，
故答案為：NaOH溶液；2Al+2OH^-+H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）A．濃硫酸易使鐵、鋁鈍化，不能使合金溶解，故A錯(cuò)誤；
B．活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)，熔融物可溶解于稀硫酸中，故B正確；
C．稀硝酸與金屬反應(yīng)生成污染性氣體，不是最佳選擇，故C錯(cuò)誤；
D．鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，不能將熔融物全部溶解，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
Ⅱ．（1）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O，故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；
D與E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
上述現(xiàn)象說明溶液中最先結(jié)合OH^-是氫離子，最后結(jié)合OH^-是銨根離子，所以溶液中的離子結(jié)合OH^-的能力最強(qiáng)的是氫離子，最弱的是銨根離子，
故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O； H⁺；NH₄⁺；
（3）2）由圖可知，EF段消耗的氫氧化鈉溶液為36mL-34m=2mL，故該計(jì)算參加反應(yīng)的氫氧化鈉為0.002L×4mol/L=0.008mol，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O可知，Al（OH）₃的物質(zhì)的量為0.008mol，
故答案為：0.008．
分析：Ⅰ．（1）鋁的熔點(diǎn)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；
（2）根據(jù)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；
（3）A．濃硫酸易使鐵、鋁鈍化，不能使合金溶解；
B．活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)；
C．稀硝酸與金屬反應(yīng)生成污染性氣體；
D．鐵不與NaOH溶液反應(yīng)．
Ⅱ．（1）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發(fā)生的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)，以此書寫離子方程式；
（2）D與E一段沉淀的質(zhì)量沒有發(fā)生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應(yīng)，以此書寫離子方程式；根據(jù)反應(yīng)順序確定結(jié)合OH^-的能力；
（3）B與A的差值為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，由EF段消耗的氫氧化鈉，根據(jù)Al（OH）₃ +OH^-=AlO₂^-+2H₂O，得出Al（OH）₃的物質(zhì)的量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查鋁熱反應(yīng)，金屬與硝酸的反應(yīng)、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，難度較大，清楚圖中各階段反應(yīng)過程，據(jù)此判斷出硝酸的還原產(chǎn)物以及電子轉(zhuǎn)移守恒的運(yùn)用是解題關(guān)鍵．