Question

20．如圖1是某同學(xué)在實驗室中進(jìn)行鋁熱反應(yīng)（鋁過量）的實驗裝置，實驗中可觀察到的現(xiàn)象之一為“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”．

（1）試劑A的名稱是氯酸鉀
（2）探究鋁熱反應(yīng)后固體的性質(zhì)：將反應(yīng)后容器中的殘余固體置于燒杯中，加入100mL稀硝酸，固體完全溶解，（假設(shè)固體全部溶解后溶液體積不變），反應(yīng)過程中無氣體放出（活潑金屬可把稀 HNO₃還原為NH₄NO₃）．向反應(yīng)后的溶液中緩慢滴加4mol•L^-1的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與加入 NaOH溶液 的體積的關(guān)系如圖2所示：
①寫出DE段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O
②求c（HNO₃）=1.48mol/L．③B與A的差值為0.008
（3）若鋁和氧化鐵能恰好完全反應(yīng)．則該鋁熱劑與鹽酸反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子與所耗H⁺的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）鋁熱反應(yīng)中選用用氯酸鉀做助燃劑；
（2）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，
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，
E與F之間沉淀的量減少，肯定是因為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，以此進(jìn)行解答；
（3）由氧化鐵粉末和鋁粉反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃可知，生成2mol的鐵的同時產(chǎn)生1mol的氧化鋁，所以轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為2×2：（3×2+2）=1：2．

解答 解：（1）氯酸鉀加熱分解生成氧氣，鋁熱反應(yīng)中需要用到氯酸鉀，則A為氯酸鉀，故答案為：氯酸鉀；
（2）①OC發(fā)生H⁺+OH^-═H₂O；CD反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，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)，離子方程式為，NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
②加入34mLNaoH溶液時，溶質(zhì)為硝酸鈉，原溶液中硝酸轉(zhuǎn)化為為硝酸鈉和一水合氨兩部分，
其中硝酸鈉中消耗的硝酸為：4mol/L×34×10^-3L=0.136mol；一水合氨的物質(zhì)的量為：4mol/L×（34-31）×10^-3L=0.012mol，
則硝酸的總物質(zhì)的量為：0.136mol+0.012mol=0.148mol，硝酸溶液濃度為：$\frac{0.148mol}{0.1L}$=1.48mol/L，
故答案為：1.48mol/L；
③E與F之間沉淀的量減少，為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，
其反應(yīng)方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
EF段的n（NaOH）=4mol/L×2×10^-3L=0.008mol，
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
1 mol      1mol
0.008 mol  0.008mol
Al（OH）₃的量是0.008mol，所以Al³⁺也是0.008mol，
所以B與A差值為0.008mol，
故答案為：0.008；
（3）由氧化鐵粉末和鋁粉反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃可知，生成2mol的鐵的同時產(chǎn)生1mol的氧化鋁，所以轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為2×2：（3×2+2）=1：2，故答案為：1：2．

點評 本題考查了鋁熱反應(yīng)、離子方程式計算，題目難度中等，注意掌握鋁熱反應(yīng)原理，（2）為難點、易錯點，明確圖象曲線變化的含義為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗、化學(xué)計算能力．