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	﹣

（1）I．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．該實驗所用試劑是 ， 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
（4）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：
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：
（5）圖中OA段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應的離子方程式為 ．
（6）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；
（7）熔融物中鋁元素的物質的量為mol．
（8）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】
（1）合理
（2）NaOH溶液；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑
（3）B
（4）8Fe+3OH++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O
（5）H++OH﹣═H2O
（6）NH4++OH﹣═NH3?H2O
（7）0.012
（8）0.048；15
【解析】解：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，

所以答案是：合理；（2）鋁與NaOH溶液反應生成氣體，反應的化學方程式為2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，所以可用NaOH溶液檢驗所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，

所以答案是：NaOH溶液；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．

所以答案是：B；

Ⅱ．（4）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+3OH++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O，

所以答案是：8Fe+30H++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O；（5）OA 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，OA 之間發(fā)生的是硝酸和氫氧化鈉的中和反應，離子方程式為H++OH﹣═H2O，

所以答案是：H++OH﹣═H2O；（6）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﹣═NH3H2O，

所以答案是：NH4++OH﹣═NH3H2O；（7）CD段發(fā)生的反應是Al（OH）3 +OH﹣=AlO2﹣+2H2O，n（NaOH）=0.002L×6mol/L=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，

所以答案是：0.012；（8）由8Fe+30H++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O、8Al+30H++3NO3﹣═8 Al3++3NH4++9 H2O、NH4++OH﹣═NH3H2O可得關系式8（Fe和Al）～3NH4+～3OH﹣，BC段消耗的OH﹣的物質的量為6molL﹣1×（42﹣39）×10﹣3L=0.018mol，則Fe和Al的物質的量之和為0.018mol× =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 =0.024L=24ml，所以A點對應的氫氧化鈉溶液的體積為39﹣24=15，

所以答案是：0.048；15．