铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,可简单认为是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应。某学习小组对铝热反应(以Al和Fe2O3反应为例)实验进行研究。
查阅数据得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下表所示:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1565[ |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
┄ |
试回答下列问题:
(1)在铝热反应中金属铝表现出 性(填“氧化”或“还原”)。请判断下列金属中那一个不能由铝热反应制取 。(填序号)
①Fe;②Cr(铬);③V(钒);④Ca;⑤Mn
(2)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属。如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝,则实验所需用的试剂为 ,可观察到的实验现象是 。
(3)另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3,他设计了如下方案来验证:
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中,向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液,观察溶液颜色未变血红色,即可证明熔融物中不含有Fe2O3。则
①物质甲是 (填化学式)。
②该同学的实验方案是否合理? (填“合理”或“不合理”)。
理由:
A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次增大,请根据表中信息回答下列问题:
元素符号 |
元素性质或原子结构 |
A |
A是形成化合物最多的元素 |
B |
B元素的单质在空气中含量最多 |
C |
C元素在地壳中含量最多 |
D |
D元素在同周期中金属性最强 |
E |
常温常压下,E元素形成的单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积 |
(1)E在元素周期表中的位置;
(2)B的最简单气态氢化物分子空间构型;其沸点高于同主族的其它气态氢化物原因;
(3)D的最高价氧化物对应水化物的化学键类型;
(4)B、C、D、E简单离子半径大小(用元素符号表示);
(5)由A、B、C与H元素组成的一种常见的酸式盐与过量的D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式,在25℃,101kPa下,2gE单质在C2气体中完全燃烧后恢复到原状态,放热18.72kJ,该反应的热化学方程式.
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知:0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652 kJ的热量。
(1)该反应的热化学方程式为____________________________________________。
(2)又知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________。
下表列出了周期表短周期中6种元素的有关数据:
元素编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
原子半径(nm) |
0.075 |
0.110 |
0.152 |
0.071 |
0.186 |
0.099 |
最高价态 |
+5 |
+5 |
+1 |
0 |
+1 |
+7 |
最低价态 |
﹣3 |
﹣3 |
0 |
﹣1 |
0 |
﹣1 |
根据上表信息填空:
(1)写出下列编号对应元素的元素符号:②,③.
(2)元素④在周期表中的位置是.
(3)元素⑤形成的两种常见氧化物的化学式分别为、,其中都含有的化学键是.
(4)①的氢化物和⑥的氢化物反应的化学方程式为.
(一)实验方法测定反应热---------中和热测定
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃棒、0.5mol· L-1盐酸、0.55mol· L-1NaOH溶液,尚缺少的实验玻璃用品是、。
(2)他们记录的实验数据如下:
实 验 用 品 |
溶 液 温 度 |
中和热△H |
|||
t1 |
t2 |
||||
① |
50mL0.55mol.L-1NaOH |
50mL.0.5mol.L-1HCl |
20℃ |
23.3℃ |
|
② |
50mL0.55mol.L-1NaOH |
50mL.0.5mol.L-1HCl |
20℃ |
23.5℃ |
已知:Q=Cm(t2 -t1),反应后溶液的比热容C为4.18KJ·℃-1· Kg-1,各物质的密度均为1g·cm-3。
计算完成上表。△H=
(3)某研究小组将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。回答下列问题:
研究小组做该实验时环境温度(填“高于”、“低于”或“等于”)22 ℃,此反应所用NaOH溶液的浓度应为mol/L。
(二)通过化学计算间接获得
(1)已知拆开1mol的H—H键、I—I、H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、153kJ、299kJ。
则反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的反应热△H=kJ·mol-1
(2)已知:2H2(g)+ O2(g) = 2H2O (l) △H=-571.6 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) △H=-241.8 kJ·mol-1
根据上述反应确定:H2燃烧热为kJ·mol-1;
现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸的浓度为4mol/L,稀硝酸的浓度为2 mol/L。取10mL混合酸,向其中加入过量铁粉,反应结束后,在标准状况下可收集到的气体成分为、;体积分别是L、L。(假设HNO3只被还原为NO)