Question

【題目】某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生成的鐵呈疏松的褐色硬塊。小組成員推測(cè)主要原因是產(chǎn)物鐵含雜質(zhì)較多，并進(jìn)一步探究該褐色硬塊的組成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（l）鋁熱反應(yīng)原理____________（寫化學(xué)方程式）；試劑A為_____（寫化學(xué)式）。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_________、有褐色固體生成。

（2）將褐色硬塊處理成粉未狀，研究小組首先排除了含有單質(zhì)Al雜質(zhì)的可能性。

實(shí)驗(yàn)方法：首先取少量粉未加入_____溶液中；

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：__________；實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：粉末中含有Al2O3而沒(méi)有Al。

（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)判斷該褐色硬塊的組成基本確定為Fe、Fe2O3、Al2O3。提出假設(shè)：

假設(shè)l：固體粉末中除Al2O3外還有Fe；

假設(shè)II：固體粉末中除Al2O3外還有Fe和Fe2O3。

設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取少量黑色固體于試管中加稀鹽酸	固體全部溶解，有氣泡產(chǎn)生	假設(shè)I成立，假設(shè)II不成立
②再滴入幾滴0.01mol/L KSCN 溶液	溶液不變色

你認(rèn)為上述結(jié)論是否合理，_________，理由是_______________。

（4）取上述實(shí)驗(yàn)所得溶液，滴入適量氯水溶液變紅色。此時(shí)涉及的離子反應(yīng)方程式為：_________________、____________。

Answer 1

【答案】 Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe KClO3（或Na2O2） 火星四射，有強(qiáng)光（或放出大量的熱） NaOH溶液 粉末部分溶解，但沒(méi)有氣泡產(chǎn)生 不合理 Fe2O3與酸反應(yīng)生成的Fe3+余Fe反應(yīng)生成Fe2+，滴入KSCN溶液后也不變色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3

【解析】（l）通過(guò)本題圖可以看出鋁熱反應(yīng)為氧化鐵和鋁的反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；試劑A的作用是加熱產(chǎn)生氧氣，幫助燃燒，促進(jìn)反應(yīng)反應(yīng)快速進(jìn)行，一般選取的是KClO3或Na2O2．此反應(yīng)非常劇烈，在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)有火星四射的現(xiàn)象，同時(shí)伴有有強(qiáng)光，并放出大量熱，生成黑色的金屬固體鐵

（2）金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以可以取少量粉末加入NaOH溶液中，結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生氣泡證明粉末中含有Al2O3而沒(méi)有Al；

（3）含有Fe3+的溶液與KSCN溶液混合后溶液會(huì)變紅，如果沒(méi)有Fe3+離子，加入KSCN溶液混合后溶液也不會(huì)變紅．由于固體全部溶解，在這個(gè)過(guò)程中Fe3O4與酸反應(yīng)生成的Fe3+可能與Fe反應(yīng)生成Fe2+，這樣溶液也不變紅．故結(jié)論不合理，應(yīng)該確認(rèn)鐵溶解后Fe3+還有剩余才能變紅；
（4）取上述實(shí)驗(yàn)所得溶液，滴入適量氯水，溶液變紅色，說(shuō)明溶液中含有Fe2+，而Cl2能把Fe2+氧化成Fe3+，發(fā)生反應(yīng)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，F(xiàn)e3+和SCN-生成配合物，發(fā)生反應(yīng)Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3。