Question

【題目】利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌的原理是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室利用簡易裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)生成的鐵呈疏松的褐色硬塊。小組成員推測主要原因是產(chǎn)物鐵含雜質(zhì)較多，并進(jìn)一步探究褐色硬塊的組成。

（1）將褐色硬塊處理成粉末狀。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)方法是________，證明不含單質(zhì)鋁的現(xiàn)象是_____________。

（2）該褐色硬塊的組成基本確定為Fe、Fe2O3，Al2O3。請(qǐng)以上述粉末為樣品，驗(yàn)證其組成。限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙、過濾器；20% KSCN、3 mol·L－1NaOH、3 mol·L－1HCl、3 mol·L－1HNO3、3 mol·L－1CuSO4、0.01 mol·L－1KMnO4、蒸餾水。

根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。_____________。

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
步驟4：

Answer 1

【答案】取少量粉末加入NaOH溶液中 無氣泡冒出

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量粉末于燒杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分?jǐn)嚢�，過濾，洗滌	粉末減少，說明粉末中可能含有Al2O3
步驟2：取少量步驟1的濾液于試管中，逐滴滴加3mol/LHCl至過量	有白色沉淀產(chǎn)生然后沉淀又溶解，說明粉末中含有Al2O3
步驟3：將步驟1的濾渣轉(zhuǎn)移到燒杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分?jǐn)嚢�，過濾，洗滌	有紅色固體生成，說明粉末中含有Fe
步驟4：將步驟3的濾渣轉(zhuǎn)移到燒杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分?jǐn)嚢�，再滴加少�?/span>20%KSCN	固體部分溶解，溶液變血紅色，說明粉末中含有Fe2O3

【解析】

（1）根據(jù)金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的性質(zhì)來回答；

（2）Fe、Fe2O3、Al2O3中只有氧化鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，鐵和氧化鐵與鹽酸發(fā)生反應(yīng)分別生成亞鐵鹽和鐵鹽，金屬鐵可以置換排在金屬鐵后面的金屬，三價(jià)鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，據(jù)此來回答。

（1）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，如果產(chǎn)生氣泡證明含單質(zhì)鋁，反之則不含，

故答案為：取少量粉末加入NaOH溶液中；無氣泡冒出；

（2）氧化鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉溶液，和鹽酸反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，隨著鹽酸量的增多，沉淀消失，金屬鐵存在時(shí)可以將硫酸銅中的紅色金屬銅置換出來，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)后的溶液中加入硫氰化鉀溶液，會(huì)出現(xiàn)紅色，故答案為：

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量粉末于燒杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分?jǐn)嚢�，過濾，洗滌	粉末減少，說明粉末中可能含有Al2O3
步驟2：取少量步驟1的濾液于試管中，逐滴滴加3mol/LHCl至過量	有白色沉淀產(chǎn)生然后沉淀又溶解，說明粉末中含有Al2O3
步驟3：將步驟1的濾渣轉(zhuǎn)移到燒杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分?jǐn)嚢瑁�過濾，洗滌	有紅色固體生成，說明粉末中含有Fe
步驟4：將步驟3的濾渣轉(zhuǎn)移到燒杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分?jǐn)嚢�，再滴加少�?/span>20%KSCN	固體部分溶解，溶液變血紅色，說明粉末中含有Fe2O3

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