- 铝热反应
- 共96题
（1）某同学为研究该实验，查阅有关资料得到如下数据：
①该同学推测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金．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．该实验所用的试剂是______，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
（2）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就越低．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摩/升的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（毫升）与产生的沉淀的物质的量（摩尔）的关系如图所示．
回答下列问题：
①图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为______
②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）．
③B点与A点的差值为______摩尔．
正确答案
合理
NaOH溶液
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
B
H++OH-═H2O
NH4++OH-═NH3•H2O
H+
Fe3+
Al3+
NH4+
0.008
解析
解：（1）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，
故答案为：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，
故答案为：NaOH溶液；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
③A．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；
故答案为：B；
（2）①O→C 之间没有沉淀生成，说明硝酸过量，O→C 之间发生的反应酸碱中和反应，离子方程式为H++OH-═H2O，
故答案为：H++OH-═H2O；
②D与E一段沉淀的质量没有发生变化，为NH4NO3和NaOH反应，反应的离子方程式为：NH4++OH-═NH3•H2O；
上述现象说明溶液中最先结合OH-是氢离子，最后结合OH-是NH4+离子，所以溶液中的H+、Fe3+、Al3+离子结合OH-的能力强于是NH4+，
故答案为：NH4++OH-═NH3•H2O； H+；Fe3+；Al3+；NH4+；
③由图可知，EF段消耗的氢氧化钠溶液为36mL-34m=2mL，故该计算参加反应的氢氧化钠为0.002L×4mol/L=0.008mol，根据Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知，Al（OH）3的物质的量为0.008mol，
故答案为：0.008．
（1）氧化铁与铝反应的化学方程式是______，
（2）镁带的作用是______；氯酸钾的作用是______．
（3）同学们在实验过程中观察到纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中．他们为探究此熔融物的成分，查阅（化学手册）得知有关物质的熔点、沸点数据如下：
同学们分析数据后推测该熔融物是一种合金，其中的金属是______，溶解该合金可选用下列试剂中的______（填序号）．
A．FeSO4溶液 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．NaOH溶液．
正确答案
解：（1）高温下，金属铝能够与氧化铁反应置换出铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al
（2）镁在空气中剧烈燃烧，放出大量热，镁条在铝热反应中提供热量，起到引燃剂的作用，氯酸钾受热分解生成氧气起助燃的作用；
故答案为：燃烧时提供热量，引发反应；受热分解提供氧气，帮助镁条燃烧；
（3）根据表中的数据可以看出，金属铝的熔点点比铁低，当金属铁是液态时，金属铝也是液态，所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的混合物；
硫酸亚铁、氢氧化钠溶液不与铁反应，所以既能和金属铁反应又能和金属铝反应的物质为稀硫酸，稀硝酸，故BC正确，
故答案为：Al、Fe； BC．
解析
解：（1）高温下，金属铝能够与氧化铁反应置换出铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al
（2）镁在空气中剧烈燃烧，放出大量热，镁条在铝热反应中提供热量，起到引燃剂的作用，氯酸钾受热分解生成氧气起助燃的作用；
故答案为：燃烧时提供热量，引发反应；受热分解提供氧气，帮助镁条燃烧；
（3）根据表中的数据可以看出，金属铝的熔点点比铁低，当金属铁是液态时，金属铝也是液态，所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的混合物；
硫酸亚铁、氢氧化钠溶液不与铁反应，所以既能和金属铁反应又能和金属铝反应的物质为稀硫酸，稀硝酸，故BC正确，
故答案为：Al、Fe； BC．
为了确定某铝热剂（含Fe2O3和Al）的组成，分别进行如下操作：
（1）若取ag样品，向其中加入足量NaOH溶液，测得生成的生气（标准状况，下同）体积为bL，反应的化学方程式是______，离子方程式是______，样品中Al的质量是______g．
（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是______；引发铝热反应的实验操作是______．
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与（1）中所得气体的体积比c：b=______．
正确答案
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
2Al+Fe2O3
加入少量KClO3，插入Mg条，将其点燃
2：3
解析
解：（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，根据方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，当生成的氢气（标准状况，下同）体积为bL时，则样品中Al的质量为：
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）铝热反应的方程式为：2Al+Fe2O3
故答案为：2Al+Fe2O3
（3）根据反应：2Al+Fe2O3
故答案为：2：3．
（2015春•济宁期末）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂．发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（ ）
①Fe2O3和MnO2 ②MnO2和V2O5 ③Cr2O3和V2O5 ④Fe3O4和FeO．
正确答案
解析
解：①Fe2O3中的铁为+3价，得到1mol电子对应的铁单质的质量为18.7g，MnO2中+4价Mn得到1mol电子对应的锰的质量为13.75g．故①正确；
②MnO2中+4价Mn得到1mol电子，对应的锰的质量为13.75g，V2O5中+5价V得到1mol电子对应的质量为10.2g．故②错误；
③Cr2O3中+3价的Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g，V2O5中+5价V得到1mol电子对应的质量为10.2g．故③错误；
④铝全部反应：Fe3O4中的铁为+2和+3价，1个氧离子可失去2个电子，从Fe3O4变成铁．当得到1mol电子时，Fe3O4失去0.5摩尔O，可以得到铁单质168g×0.5/4=21g，FeO中+2价Fe得到1mol电子对应的质量为28g，当铝为部分反应时④仍成立．故④正确；
故选D．
（2014•安徽模拟）在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水．以下叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．作为铝热剂重要组成的金属氧化物，并非单质氧化铁，也并非泛指所有金属氧化物，而是有-定范围的，即指那些难熔的金属氧化物．而这些难熔的金属氧化物和混合物中的铝反应时放出大量热，也是构成铝热反应的一个重要条件，故A错误；
B．Fe2O3不溶于水，且和水不反应，应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液，故B错误；
C．amolFe2O3被还原得到6amol电子，则分别消耗H2、Al、CO3amol、2amol、3amol，物质的量之比为3：2：3，故C正确；
D．明矾为结晶水化合物，为纯净物，故D错误．
故选C．
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