Question

利用鋁熱反應焊接鋼軌的原理是2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃．某研究小組在實驗室利用簡易裝置進行鋁熱反應．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)物鐵含雜質較多，并進一步探究褪褐色硬塊的組成．
（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Al雜質的可能性，實驗方法是______，證明不含單質鋁的現(xiàn)象是______．
（2）該褐色硬塊的組成基本確定為Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃．請以上述粉末為樣品，驗證其組成．限選實驗儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙、過濾器；20%KSCN、3mol/LNaOH、3mol/LHCl、3mol/LHNO₃、3mol/LCuSO₄、0.01mol/LKMnO₄、蒸餾水．
根據(jù)你設計的實驗方案，敘述實驗操作、預期現(xiàn)象和結論．

實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：	______
步驟2：	______
步驟3：	______
步驟4：	______

Answer 1

解：（1）金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應產(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，生成偏鋁酸鈉溶液，和鹽酸反應會出現(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，氧化鐵和鹽酸反應后的溶液中加入硫氰酸鉀溶液，會出現(xiàn)紅色，故答案為：

實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
步驟1：取少量粉末于燒杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分攪拌，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的濾渣轉移到燒杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分攪拌，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的濾渣轉移到燒杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分攪拌，再滴加少量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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分析：（1）根據(jù)金屬鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣的性質來回答；
（2）Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃中只有氧化鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應，鐵和氧化鐵與鹽酸發(fā)生反應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，三價鐵離子遇到硫氰酸鉀顯示紅，據(jù)此來回答．
點評：本題是一道實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性較強，難度大．