Question

【题目】铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛．“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”．已知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表：

物质	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔点/℃	660	2 054	1 535	1 462
沸点/℃	2 467	2 980	2 750	﹣

（1）I．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？（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 ．
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是（填序号）．
A.浓硫酸
B.稀硫酸
C.稀硝酸
D.氢氧化钠溶液
（4）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6molL﹣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）的关系如图所示．试回答下列问题：
依题意，请写出熔融物中铁与该稀的硝酸反应的离子方程式：
（5）图中OA段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 ．
（6）在BC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；
（7）熔融物中铝元素的物质的量为mol．
（8）B点对应的沉淀的物质的量为mol，A点对应的氢氧化钠溶液的体积为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）铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金，

所以答案是：合理；（2）铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的化学方程式为2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝，

所以答案是：NaOH溶液；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（3）A．浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解，故A错误；

B．活泼金属与稀硫酸反应，熔融物可溶解于稀硫酸中，故B正确；

C．稀硝酸与金属反应生成污染性气体，不是最佳选择，故C错误；

D．铁不与NaOH溶液反应，不能将熔融物全部溶解，故D错误．

所以答案是：B；

Ⅱ．（4）熔融物与稀硝酸反应过程中气体产生，可推断出还原产物应为NH4+，所以铁与该稀的硝酸反应的离子方程式为8Fe+3OH++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O，

所以答案是：8Fe+30H++3NO3﹣═8 Fe3++3NH4++9 H2O；（5）OA 之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，OA 之间发生的是硝酸和氢氧化钠的中和反应，离子方程式为H++OH﹣═H2O，

所以答案是：H++OH﹣═H2O；（6）BC段沉淀的质量没有发生变化，为NH4NO3和NaOH反应，离子方程式为NH4++OH﹣═NH3H2O，

所以答案是：NH4++OH﹣═NH3H2O；（7）CD段发生的反应是Al（OH）3 +OH﹣=AlO2﹣+2H2O，n（NaOH）=0.002L×6mol/L=0.012mol，则n（Al（OH）3）=0.012mol，即熔融物中铝元素的物质的量为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可得关系式8（Fe和Al）～3NH4+～3OH﹣，BC段消耗的OH﹣的物质的量为6molL﹣1×（42﹣39）×10﹣3L=0.018mol，则Fe和Al的物质的量之和为0.018mol× =0.048mol，所以B点对应的沉淀Fe（OH）3和Al（OH）3的物质的量为0.048mol，AB段消耗的氢氧化钠溶液物质的量为0.048mol×3=0.144mol，AB段消耗的氢氧化钠的体积为 =0.024L=24ml，所以A点对应的氢氧化钠溶液的体积为39﹣24=15，

所以答案是：0.048；15．