Question

【題目】鋁熱反應(yīng)是鋁的一個(gè)重要性質(zhì)，該性質(zhì)用途十分廣泛，不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬如釩、鉻、錳等。

（1）某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)，取磁性氧化鐵按教材中的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，現(xiàn)象很壯觀(guān)。指明使用鎂條和氯酸鉀的目的是___________________。

（2）某同學(xué)用圖乙裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未見(jiàn)紅色。為測(cè)定該實(shí)驗(yàn)所得“鐵塊”中鐵元素含量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。

幾種氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

① 試劑A應(yīng)選擇________，試劑B應(yīng)選擇_______(填序號(hào))。

A．稀鹽酸 B．氧化鐵 C．H2O2溶液 D．氨水

② 寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式____________________________。

③ 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4__________。

④ 上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)灼燒至M質(zhì)量不變，則能證明M質(zhì)量不變的標(biāo)志是_______。

⑤ 若最終紅色粉未M的質(zhì)量為12.0 g，則該“鐵塊”的純度是_______。

Answer 1

【答案】引發(fā)鋁熱反應(yīng) C D 2Fe2++ H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 足量稀硫酸；幾滴(少量)高錳酸鉀溶液；溶液紫紅色未褪去 連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1 g 84.0%

【解析】

（1）根據(jù)鋁熱反應(yīng)需要高溫條件分析解答。

（2）取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，生成鐵鹽或亞鐵鹽、鎂離子和鋁離子，根據(jù)離子的性質(zhì)結(jié)合流程圖分析解答。

（1）使用鎂條和氯酸鉀的目的是點(diǎn)燃鎂條燃燒放熱促進(jìn)氯酸鉀分解生成氯化鉀和氧氣，起到高溫引發(fā)鋁熱反應(yīng)的目的，即使用鎂條和氯酸鉀的目的是引發(fā)鋁熱反應(yīng)。

（2）①根據(jù)表格可知，要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀，需要將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，又因?yàn)椴荒芤�入新雜質(zhì)，所以需要加入雙氧水，然后調(diào)節(jié)4≤pH＜4.2即可將鐵離子沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀。調(diào)節(jié)pH時(shí)不能用氧化鐵，因?yàn)闀?huì)引入鐵元素，因此試劑A應(yīng)選擇雙氧水，試劑B應(yīng)選擇氨水，答案選C和D。

②反應(yīng)Ⅱ是雙氧水氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。

③氧化鐵溶于酸生成鐵離子，四氧化三鐵溶于酸生成鐵離子和亞鐵離子，因此要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4只需要證明溶液中含有亞鐵離子即可，所以實(shí)驗(yàn)方案為取少量M固體于試管中，向其中加入足量稀硫酸，固體完全溶解，溶液呈棕黃色，繼續(xù)向上層溶液中滴加幾滴少量高錳酸鉀溶液，振蕩觀(guān)察紫紅色溶液未褪去，說(shuō)明不含有亞鐵離子。

④上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)灼燒至M質(zhì)量不變，則能證明M質(zhì)量不變的標(biāo)志是連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1 g。

⑤若最終紅色粉未M的質(zhì)量為12.0 g，即氧化鐵是12.0g，物質(zhì)的量是12.0g÷160g/mol＝0.075mol，所以鐵元素的質(zhì)量是0.075mol×2×56g/mol＝8.4g，則該“鐵塊”的純度是8.4g/10g×100%＝84.0%。