某研究性學習小組對鋁熱反應(yīng)(以Al和Fe2O3反應(yīng)為例)實驗進行研究.已知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如表所示:
  物質(zhì)     Al   A12O3     Fe   Fe2O3
  熔點/℃     660     2054     1535     1565
  沸點/℃     2467     2980     2750 ----
試回答下列問題:
(1)鋁熱反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),在反應(yīng)中金屬鋁表現(xiàn)出
還原
還原
性 (填“氧化”或“還原”).
(2)某同學根據(jù)以上數(shù)據(jù)推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物中應(yīng)含有鐵、鋁兩種金屬.如設(shè)計一個簡單的實驗方案證明該熔融物中含有金屬鋁,則實驗所需用的試劑為
氫氧化鈉溶液
氫氧化鈉溶液
,可觀察到的實驗現(xiàn)象是
溶液中有氣泡出現(xiàn)
溶液中有氣泡出現(xiàn)

(3)另一同學推測鋁熱反應(yīng)得到的熔融物中還含有Fe2O3,他設(shè)計了如下方案來驗證:
取一塊該熔融物投入到少量稀硫酸中,反應(yīng)一段時間后,向反應(yīng)后的混合液中滴加物質(zhì)甲的溶液,觀察溶液顏色的變化,即可證明熔融物中是否含有Fe2O3.則
①物質(zhì)甲是
KSCN
KSCN
 (填化學式).
②該同學的實驗方案是否合理?答:
不合理
不合理
 (填“合理”或“不合理”).
(4)把l5.12g Fe、Fe2O3和Al的混合物與0.5L 2mol?L-1稀硫酸(足量)充分反應(yīng),生成氫氣n mol.則
①用濃硫酸配制0.5L 2mol?L-1的稀硫酸需要的玻璃儀器有燒杯、500mL容量瓶、量筒和
玻璃棒
玻璃棒
、
膠頭滴管
膠頭滴管

②n的取值范圍是
0<n<0.84
0<n<0.84

③向反應(yīng)后的混合溶液中滴加NaOH溶液,當產(chǎn)生沉淀的量達到最大時,參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量為
2
2
 mol.
分析:(1)根據(jù)鋁元素的化合價變化判斷鋁的性質(zhì);
(2)鋁能和強堿反應(yīng)生成鹽和氫氣;
(3)用硫氰化鉀溶液檢驗鐵離子;亞鐵離子具有還原性,極容易被空氣中的氧氣氧化;
(4)①根據(jù)各儀器的作用選取儀器;
②采用極限法確定n的取值范圍;
③根據(jù)反應(yīng)過程知,當產(chǎn)生沉淀的量最大時,相當于硫酸和氫氧化鈉恰好完全反應(yīng),所以可以根據(jù)硫酸的物質(zhì)的量計算氫氧化鈉的物質(zhì)的量即可.
解答:解:(1)鋁熱反應(yīng)中鋁失電子化合價升高,所以鋁作還原劑,反應(yīng)中體現(xiàn)出其還原性,故答案為:還原;
(2)鋁能和強堿反應(yīng)生成鹽和氫氣,鐵和氫氧化鈉溶液不反應(yīng),所以要驗證含有鋁所需用的試劑為氫氧化鈉溶液,觀察到的現(xiàn)象是溶液中有氣泡出現(xiàn),
故答案為:氫氧化鈉溶液;溶液中有氣泡出現(xiàn);
(3)①氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵,鐵離子用硫氰化鉀溶液檢驗,故答案為:KSCN;
②亞鐵離子具有還原性,極容易被空氣中的氧氣氧化生成鐵離子,干擾鐵離子的檢驗,所以不合理,故答案為:不合理;
(4)①需要的玻璃儀器還有:起引流作用的玻璃棒,定容用的膠頭滴管,故答案為:玻璃棒;膠頭滴管;
②鐵和鋁與酸反應(yīng)生成氫氣,氧化鐵和酸反應(yīng)生成水,沒有氣體生成,所以當固體混合物全部為氧化鐵時,氫氣的物質(zhì)的量為0,當固體全部為鋁時,生成的氫氣的物質(zhì)的量最大.
設(shè)生成的氫氣的物質(zhì)的量為n.
Al------
3
2
H 2
1mol   
3
2
mol

15.12g 
27g/mol
 n

n=
15.12g
27g/mol
×
3
2
mol
1mol
=0.84mol.
實際上三種物質(zhì)都有,所以生成氫氣的體積范圍為0<n<0.84,
故答案為:0<n<0.84;
③向反應(yīng)后的混合溶液中滴加NaOH溶液,當產(chǎn)生沉淀的量達到最大時,實際上相當于酸和堿發(fā)生的中和反應(yīng),設(shè)氫氧化鈉的物質(zhì)的量為n.
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2mol  1mol
n     2mol/L×0.5L
n=2mol
故答案為:2.
點評:本題考查了鋁熱反應(yīng)、物質(zhì)或離子的檢驗、溶液的配制、有關(guān)物質(zhì)的量的計算等知識點,難度不大,鐵離子和亞鐵離子的檢驗是考試的熱點,是學習的重點.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

某研究性學習小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究.某高中化學教材中對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”.查閱《化學手冊》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2054 1535 1462
沸點/℃ 2467 2980 2750 -
Ⅰ.(1)某同學推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金.理由是:該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,而鋁的溶點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金.你認為他的解釋是否合理?答
合理
合理
(填“合理”或“不合理”)
(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁.該實驗所用試劑是
NaOH溶液
NaOH溶液
,反應(yīng)的離子方程式為
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2

(3)實驗室溶解該熔融物,在下列試劑中最適宜的試劑是
B
B
(填序號).
A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.氫氧化鈉溶液
Ⅱ.實驗研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低.某同學取一定量上這的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出.在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol?L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如右圖所示,試回答下列問題:
(1)圖中OC段沒有沉淀生成,此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
H++OH-═H2O
H++OH-═H2O

(2)在DE段,沉淀的物質(zhì)的最沒有變化,則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
NH4++OH-═NH3?H2O
NH4++OH-═NH3?H2O
,上述現(xiàn)象說明溶液中的離子結(jié)合OH-的能力最強的是
H+
H+
最弱的是
NH4+
NH4+
(填離子符號)
(3)B與A的差值為
0.008
0.008
mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)某研究性學習小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究.現(xiàn)行高中化學教材中對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”.查閱《化學手冊》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2054 1535 1462
沸點/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ.(1)某同學推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金.理由是:該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,而鋁的熔點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金.你認為他的解釋是否合理?答:
 
(填“合理”或“不合理”)
(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁.該實驗所用試劑是
 
,反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)實驗室溶解該熔融物,下列試劑中最好的是
 
(填序號).
   A.濃硫酸   B.稀硫酸  C.稀硝酸      D.氫氧化鈉溶液
Ⅱ.實驗研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低.某同學取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出.在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol?L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示.則B點對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為
 
mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

某研究性學習小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究.現(xiàn)行高中化學教材中對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”.查閱《化學手冊》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數(shù)據(jù)如下:
物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2054 1535 1462
沸點/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ.(1)某同學推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金.理由是:該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,而鋁的熔點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金.你認為他的解釋是否合理?答:
 

(填“合理”或“不合理”)
(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁.該實驗所用試劑是
 

反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)實驗室溶解該熔融物,下列試劑中最好的是
 
(填序號).
A.濃硫酸   B.稀硫酸  C.稀硝酸      D.氫氧化鈉溶液
Ⅱ.實驗研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低.某同學取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出.在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol?L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示.試回答下列問題:
精英家教網(wǎng)
(1)圖中OC段沒有沉淀生成,此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
 

(2)在DE段,沉淀的物質(zhì)的量沒有變化,則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
 
上述現(xiàn)象說明溶液中
 
結(jié)合OH-的能力比
 
強(填離子符號).
(3)B點對應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為
 
mol,C點對應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為
 
mL.

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科目:高中化學 來源:2012屆山東省萊州一中高三第二次質(zhì)量檢測化學試卷 題型:填空題

(15分)Ⅰ某化學過程的示意圖如圖所示。在裝置工作過程中,甲池的總反應(yīng)式為:。

試回答下列問題:
(1)甲池溶液中的移向       (填“a”或“b”)電極,
乙池溶液中的移向    (填“ A”或“B”)電極;
(2)電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為                               ;
(3)乙池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                               ;
(4)當電極A處得到0.71g產(chǎn)物時,甲池中理論上消耗       (標準狀況下)。如何檢驗A處的產(chǎn)物                                                         。
Ⅱ某研究性學習小組對鋁熱反應(yīng)實驗展開研究,F(xiàn)行高中化學教材對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”。查閱《化學手冊》知, 熔點、沸點數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì)
Al



熔點/℃
660
2054
153
1462
沸點/℃
2467
2980
2750
-
(1)      某同學推測,鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是:該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,鋁的熔點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認為他的解釋是否合理         (填“合理”或“不合理”)
(2)      用一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑          ,反應(yīng)的離子方程式為                            。
(3)      實驗室溶解該熔融物,下列試劑中最適宜的試劑是      
A.濃硫酸        B.稀硫酸       C.稀硝酸        D. 氫氧化鈉溶液

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