某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究.现行高中化学教材(必修加选修)中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量

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  • 合理.

    将少量熔融物粉末放入NaOH溶液,过一段时间取出,可发现固体有部分溶解.在浸泡过熔融物的碱液中通CO2有白色沉淀生成;或逐滴滴入稀盐酸,先有白色沉淀生成,继续滴加后沉淀又溶解.

    反应过程无气体说明HNO3可能被还原为NH4NO3.

    (1)OC段:H+ + OH- = H2O.

    CD段:Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓.

    (2)DE段:NH4+ + OH- = NH3·H2O.熔融物与HNO3反应生成NH4NO3为(0.034-0.031)×4=0.012(mol).

    (3)EF段:Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,消耗36-34=2(mL)NaOH溶液,可知Al(OH)3物质的量为0.002×4=0.008(mol).

    B与A的差值即是氢氧化铝的物质的量,为0.008mol.

    CD段生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.008×3÷4=0.006(L)=6(mL).

    (4)熔融物与HNO3反应为:8Fe + 30HNO3 = 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O,

    8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O.

    由于Fe、Al与HNO3反应方程式相似,由NH4NO3可知Fe、Al共有0.012×8/3=0.032(mol).

    CD段生成Fe(OH)3为0.032-0.008=0.024(mol).

    CD段共消耗NaOH溶液体积为0.032×3÷4=0.024(L)=24(mL).

    B点对应的沉淀的物质的量为0.008mol的Al(OH)3和0.024mol的Fe(OH)3,共计0.032mol.

    C点对应的氢氧化钠溶液体积为31-24=7(mL).