（T·每日一练）铝热反应

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(必修加选修)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

2 054

1 535

1 462

沸点/℃

2 467

2 980

2 750

—

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是否含有金属铝。该实验所用试剂是_____________，可能发生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4 mol·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)的关系如下图所示。试回答下列问题：

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

（5）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）。

（6）B与A的差值为_________mol。

（7）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

Ⅰ.(1)合理

(2)NaOH溶液 2Al+2OH－+2H2O====

+3H2↑

(3)B

Ⅱ.(4)H+ + OH－ ==== H2O

(5)

+ OH－

NH3·H2O Al3＋、Fe3＋、H＋

(6)0.008

(7)0.0327

解析：（1）铝热反应产生的温度足以将铁和铝熔化，因而应能形成铁铝合金。（2）将已知质量的块状熔融物放入NaOH溶液中，一般时间后取出，经洗涤、干燥、称量，即可根据质量是否有变化得出是否为铁铝合金的结论。可能发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O====

+3H2↑。（3）块状熔融物以Fe为主，应选择常温能溶解Fe且不产生有毒气体的稀H2SO4。

EF段：

Al(OH)3 + OH-====

+2H2O—Al

0.008 mol (36-34)×10-3×4 mol 0.008 mol

B与A的差值与Al(OH)3的物质的量相等，为0.008 mol。

DE段：

+ OH-

NH3·H2O

0.012 mol (34-31)×10-3×4 mol

熔融物与HNO3的作用：

，Al

Al3+，Fe

Fe3+

据电子得失守恒列：

0.012 mol×8=0.008 mol×3+n(Fe)×3

得：n［Fe(OH)3］=n(Fe)=0.024 mol

B点Fe(OH)3和Al(OH3)共有：

0.008 mol+0.024 mol=0.032 mol

滴入的31 mL氢氧化钠的溶液共含NaOH:

31×10-3L×4 mol·L-1=0.124 mol

CD段Fe3+和Al3+消耗NaOH:

3×0.008 mol+3×0.024 mol=0.096 mol

OC段H+消耗NaOH:

0.124 mol-0.096 mol=0.028 mol

C点加入NaOH溶液的体积:

=0.007 L=7 mL

标签： 溶液 氧化 合金 沉淀 反应