現(xiàn)有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，在高溫下使之充分反應(yīng)，將反應(yīng)后的固體分為兩等份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（計(jì)算pH時(shí)假定溶液體積沒有變化）：
①向其中一份固體中加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，加熱使其充分反應(yīng)后過濾，測得濾液的pH=14，
②向另一份固體中加入140mL 4.0mol/L的HCl溶液，使固體全部溶解，測得反應(yīng)后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三種陽離子且pH=0
（1）寫出該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
，寫出實(shí)驗(yàn)①發(fā)生的離子方程式
 
．
（2）這包鋁熱劑中鋁粉的質(zhì)量為
 
．
（3）計(jì)算這包鋁熱劑中氧化鐵粉末的質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）
 
．
考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算
專題：計(jì)算題
分析：①反應(yīng)后溶液顯堿性，說明溶液中元素Al都以AlO2-形式存在，F(xiàn)e及其氧化物和堿不反應(yīng)，則溶液里的物質(zhì)就是NaAlO2、NaOH，其中OH-濃度是1mol/L，則根據(jù)鈉離子守恒可知，AlO2-的物質(zhì)的量就是0.1mol；
②反應(yīng)后pH=0，則氫離子的物質(zhì)的量是0.14mol，由①可知，在第二個(gè)反應(yīng)中Al3+的物質(zhì)的量是0.1mol，氯離子的物質(zhì)的量是0.56mol，所以亞鐵離子的物質(zhì)的量是（0.56-0.14-0.1×3）mol÷2=0.06mol；
根據(jù)反應(yīng)式2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+Al2O3可知，反應(yīng)后每一份中單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量是0.06mol，反應(yīng)后每一份中單質(zhì)鋁的物質(zhì)的量是0.1mol-0.06mol=0.04mol，所以Al再和鹽酸的反應(yīng)生成的氫氣，據(jù)此解答．
解答： 解：①反應(yīng)后溶液顯堿性，說明溶液中元素Al都以AlO2-形式存在，F(xiàn)e及其氧化物和堿不反應(yīng)，則溶液里的物質(zhì)就是NaAlO2、NaOH，其中OH-濃度是1mol/L，則根據(jù)鈉離子守恒可知，n（AlO2-）=n總（NaOH）-n反應(yīng)后溶液（OH-）=0.1L×（2.0 mol?L-1-1.0 mol?L-1）=0.1 mol，
②反應(yīng)后pH=0，則氫離子的物質(zhì)的量=1mol/L×0.14L=0.14mol，由①可知，在第二個(gè)反應(yīng)中Al3+的物質(zhì)的量是0.1mol，氯離子的物質(zhì)的量=4mol/L×0.14L=0.56mol，所以亞鐵離子的物質(zhì)的量是（0.56-0.14-0.1×3）mol÷2=0.06mol；
根據(jù)反應(yīng)式2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+Al2O3可知，反應(yīng)后每一份中單質(zhì)鐵的物質(zhì)的量是0.06mol，反應(yīng)后每一份中單質(zhì)鋁的物質(zhì)的量是0.1mol-0.06mol=0.04mol，所以Al再和鹽酸的反應(yīng)生成的氫氣，
（1）Al與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成Fe與氧化鋁，反應(yīng)方程式為：2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+Al2O3；
由上述分析可知，鋁粉和氧化鐵粉末的混合物反應(yīng)后固體為Fe、氧化鋁及剩余的Al，反應(yīng)①中Fe和堿不反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑，
故答案為：2Al+Fe2O3
 高溫 
.
 
2Fe+Al2O3；Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O、2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；
（2）由Al元素守恒可知，每份鋁熱劑中n（Al）=n（AlO2-）=0.1mol，故整包鋁熱劑中m（Al）=0.1mol×2×27g/mol=5.4g，故答案為：5.4g；
（3）由Fe元素守恒可知，每份鋁熱劑中n（Fe2O3）=
1
2
n（Fe2+），故整包鋁熱劑中n（Fe2O3）=0.06mol×
1
2
×2=0.06mol，故整包鋁熱劑中m（Fe2O3）=0.06mol×160g/mol=9.6g，
故答案為：9.6g．
點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算、鋁熱反應(yīng)、金屬溶于酸堿的有關(guān)計(jì)算等，該題難度較大題，既要根據(jù)電荷守恒，計(jì)算離子的濃度，還要判斷鋁熱反應(yīng)中反應(yīng)物的過量問題，對(duì)學(xué)生的思維能力和審題能力都提出了較高的要求，（1）中與堿的離子方程式書寫需要進(jìn)行計(jì)算確定，為易錯(cuò)點(diǎn)．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列離子方程式書寫正確的是（　　）
A、NaOH溶液吸收剩余Cl2：Cl2+OH-=Cl-+HClO
B、鋁與NaOH溶液：Al+4OH-=AlO2-+2H2O
C、CuSO4與Ba（OH）2溶液：Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓
D、澄清石灰水通入過量CO2：OH-+CO2=HCO3-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

下列離子方程式書寫正確的是（　�。�
A、銅與濃硫酸反應(yīng)：Cu+4H++SO42-
  △  
.
 
Cu2++SO2↑+2H2O
B、氯氣溶于水：Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C、鈉投入硫酸銅溶液中：2Na+Cu2+=2Na++Cu
D、實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制Cl2：MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
 Mn2++Cl2↑+2H2O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

如圖，將2mL濃度為6mol/L的鹽酸用注射器通過橡皮塞慢慢注入，玻璃管中出現(xiàn)小氣泡，氣泡在溶液中逐漸上升的過程中消失．對(duì)該反應(yīng)過程的推斷不合理的是（　　）
A、有反應(yīng)CO32-+2H+=CO2↑+H2O發(fā)生
B、有反應(yīng)CO32-+H+=HCO3-發(fā)生
C、有反應(yīng)CO32-+CO2+H2O=2HCO3-發(fā)生
D、加快鹽酸注入速度不會(huì)改變反應(yīng)現(xiàn)象

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

某無色溶液中可能含有Na+、K+、I-、Cu2+、C
O
2-
3
、HC
O
-
3
等離子中的全部或其中的幾種．現(xiàn)進(jìn)行以下操作：
①用潔凈的鉑絲蘸取溶液在無色火焰上灼燒，火焰呈黃色；
②把溶液分成3份，向第一份溶液中加入淀粉溶液，再通入氯氣，溶液呈藍(lán)色；
③向第二份溶液中加入過量稀鹽酸后，產(chǎn)生無色氣體；
④向第三份溶液中加入過量CaCl2，無明顯變化．
填寫下列空白：
（1）原混合溶液中一定存在的離子是
 
，一定不存在的離子是
 
．
（2）寫出下列反應(yīng)的離子方程式：第一份溶液中通入氯氣：
 
；第二份溶液中加過量的稀鹽酸：
 
．
（3）為確定原溶液中
 
離子是否存在，應(yīng)補(bǔ)充的操作和可能觀察到的現(xiàn)象是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，需要0.6mol/L NaOH溶液500mL，他們要在實(shí)驗(yàn)室配制該溶液．
（1）他們開列的實(shí)驗(yàn)用品為：托盤天平、砝碼、藥匙、燒杯、玻璃棒、蒸餾水和燒堿，還缺少的必要儀器是
 
、
 
；
（2）配制溶液時(shí)，需稱取燒堿質(zhì)量
 
g；
（3）如果在配制0.6mol/L NaOH溶液時(shí)出現(xiàn)（填“偏高”、“偏低”、“不變”）：①所用NaOH已潮解，則結(jié)果
 
；②洗滌后容量瓶中仍有少量蒸餾水，則結(jié)果
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值．下列敘述正確的是（　　）
A、25℃時(shí)，2L pH=1的H2SO4溶液中，SO42-數(shù)目為0.1NA
B、將7.8gNa2O2放入足量的CO2和水蒸氣組成的氣氛中，充分反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為0.1 NA
C、9g重氧水（H218O）含電子總數(shù)為10 NA
D、常溫常壓下，2.24L正戊烷、異戊烷及新戊烷的混合物，含C-H數(shù)目為1.2 NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

合成氨然后再生產(chǎn)尿素是最重要的化工生產(chǎn)．
Ⅰ．在3個(gè)2L的密閉容器中，在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進(jìn)行反應(yīng)：3H2（g）+N2（g）
高溫、高壓
催化劑
2NH3（g），按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器		 甲 乙 丙
反應(yīng)物投入量 3mol H2、2mol N2 6mol H2、4mol N2 2mol NH3
達(dá)到平衡的時(shí)間/min 5 8
平衡時(shí)N2的濃度/mol?L-1 c1 1.5
NH3的體積分?jǐn)?shù) ω1 ω3
混合氣體密度/g?L-1 ρ1 ρ2
（1）容器乙中反應(yīng)從開始到達(dá)平衡的反應(yīng)速率為v（H2）=
 
．
（2）在該溫度下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
（用含c1的代數(shù)式表示）．
（3）分析上表數(shù)據(jù)，下列關(guān)系正確的是
 
（填序號(hào)）：
a．2c1＞1.5mol/L         b．2ρ1=ρ2       c．ω3=ω1
Ⅱ．工業(yè)上用氨氣合成尿素（H2NCONH2）的反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)分為如下兩步：
第一步：2NH3（l）+CO2（g）?H2NCOONH4（l）（氨基甲酸銨）△H1
第二步：H2NCOONH4（l）?H2O（l）+H2NCONH2（l）△H2
（4）某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0.5L密閉容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)中各組分隨時(shí)間的變化如圖Ⅰ所示：

①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第
 
步反應(yīng)決定．
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度T的變化如圖Ⅱ所示，則△H2
 
 0．
（5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工業(yè)尾氣中的NO、NO2，將其轉(zhuǎn)化為N2．
①尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應(yīng)為：CO（NH2）2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O該反應(yīng)中的氧化劑為
 
（寫化學(xué)式）．
②已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=a kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H2=b kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=c kJ?mol-1
則4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）=4N2（g）+6H2O（g）△H
 
 kJ?mol-1．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣．
已知：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：
溫度/℃ 500 600 850
平衡常數(shù)K 10 9 1
請(qǐng)回答下列問題：
（1）上述正反應(yīng)方向是
 
反應(yīng)（選填“放熱”或“吸熱”）．
（2）T℃時(shí)在體積為10L的反應(yīng)器中，通入一定量的CO和H2O（g）發(fā)生上述反應(yīng)，CO和H2O（g）濃度變化如右圖，4min時(shí)達(dá)到平衡．則0～4min的平均反應(yīng)速率v（CO）=
 
mol/（L?min），T℃
 
850℃
（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）研究在相同溫度下（850℃，K=l）分別在體積均為1L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)完成下表的空白處：
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量（單位：mol） 達(dá)到平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù) 結(jié)論
CO H2O CO2 H2
1 1 4 0 0
2 2 8 0 0
（4）下列關(guān)于（3）的研究敘述正確的是
 
（填字母序號(hào)）．
a．平衡時(shí)，兩容器中CO2的濃度相等
b．平衡時(shí)，兩容器中氣體密度相等
c．反應(yīng)開始時(shí)，兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，容器②放出的熱量是①的兩倍
（5）工業(yè)上利用N2和H2可以合成NH3，NH3又可以進(jìn)一步制備聯(lián)氨（N2H4）等．
已知：
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol
NO2（g）?
1
2
N2O4（g）△H=-26.35kJ/mol
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-534.0kJ/mol
寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式
 
．

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