Question

11．鋁和鐵是日常生活中用途廣泛的金屬．
（1）常溫下，可用鋁和鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸的原因是濃硫酸使鐵、鋁表面形成一層致密穩(wěn)定的氧化膜（或使鐵、鋁鈍化）．
（2）但是鋁制容器不能裝NaOH等堿溶液，原因是（用離子方程式表示）2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑
（3）工業(yè)上冶煉鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al+3O₂↑
（4）某實驗小組利用圖裝置驗證鐵與水蒸氣的反應(yīng)．
①濕棉花的作用是提供水蒸氣，試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Fe+4H₂O（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂_．
②實驗結(jié)束后，取出少量反應(yīng)后的固體于試管中，加入過量鹽酸，固體完全溶解，所得溶液中存在的陽離子是b（填序號）．
a．一定有Fe²⁺、H⁺和Fe³⁺        b．一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺
c．一定有Fe²⁺、Fe³⁺，可能有 H⁺      d．一定有Fe³⁺、H⁺，可能有Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）常溫下，鐵、鋁在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化，不能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)；
（2）鋁是兩性元素和強酸強堿發(fā)生反應(yīng)，鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣；
（3）工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁；
（4）①濕棉花含有水蒸氣，對反應(yīng)來說提供了水，鐵在高溫下與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此分析解答即可；
②產(chǎn)物四氧化三鐵中有+2價的鐵和+3價的鐵，還有可能有過量的鐵．

解答 解：（1）鋁和鐵在常溫下遇到濃硫酸或濃硝酸會發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的氧化膜阻止反應(yīng)的進一步進行，所以生活中常用鋁制或鐵制的容器來運輸或盛裝濃硫酸或濃硝酸，
故答案為：濃硫酸使鐵、鋁表面形成一層致密穩(wěn)定的氧化膜（或使鐵、鋁鈍化）；
（2）鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁，反應(yīng)方程式為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ 4Al+3O₂↑；
（4）①因為是鐵和水蒸氣的反應(yīng)，試管內(nèi)有鐵粉，所以濕棉花主要是提供水蒸氣；鐵在高溫下與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：提供水蒸氣；3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
②鐵和水蒸氣反應(yīng)，產(chǎn)物為四氧化三鐵和氫氣，加入過量鹽酸，固體完全溶解，必發(fā)生反應(yīng)：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，所以所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe²⁺、H⁺，四氧化三鐵黑色固體中可能含有過量的鐵，可能將三價鐵離子全部轉(zhuǎn)化成二價鐵離子，F(xiàn)e+2Fe³⁺═3Fe²⁺，所以所得溶液中存在的陽離子是一定有Fe²⁺、H⁺，可能有Fe³⁺，
故答案為：b．

點評 本題考查鐵及其化合物的性質(zhì)實驗、鋁及其化合物的性質(zhì)，結(jié)合相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理是解答的關(guān)鍵，本題難度中等．