Question

鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英、石灰石等混合物．某化學(xué)興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵，并進(jìn)行鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)．
（1）取磁性氧化鐵按圖裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是

 

，
現(xiàn)象很壯觀，取少許反應(yīng)生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色．出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，除了可能混有沒反應(yīng)的磁性氧化鐵外，還有一個(gè)原因是

 

．
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的“鐵塊”中含有金屬鋁．該實(shí)驗(yàn)所用試劑是

 

，反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）請(qǐng)寫出此鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．每摩鋁參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

．
（4）生成除磁性氧化鐵可做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)外，下列哪些試劑也可以

 

．
A．CuO  B．Na₂O₂  C．MnO₂  D．MgO．

Answer 1

考點(diǎn)：探究鋁熱反應(yīng)

專題：解題方法,元素及其化合物

分析：（1）鋁熱反應(yīng)的引發(fā)：鋁熱劑上鋪KClO₃，插鎂條并將其點(diǎn)燃即可；鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，根據(jù)金屬鐵的性質(zhì)來回答；
（2）金屬鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；
（3）金屬鋁和鐵的氧化物在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成金屬鐵和氧化鋁的反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)變化確定電子轉(zhuǎn)移情況；
（4）鋁熱反應(yīng)用于難熔金屬的冶煉：如鐵鉻錳等，活潑性比金屬鋁的弱．

解答： 解：（1）鋁熱反應(yīng)的引發(fā)：鋁熱劑上鋪KClO₃，插鎂條并將其點(diǎn)燃，利用金屬鎂燃燒產(chǎn)生的大量的熱來引發(fā)實(shí)驗(yàn)，取少許反應(yīng)生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色，證明出現(xiàn)了鐵離子，可能是金屬中混有沒反應(yīng)的磁性氧化鐵或是生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中，表面被空氣氧化為Fe₃O₄．
故答案為：鋪KClO₃，插鎂條并將其點(diǎn)燃；生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中，表面被空氣氧化為Fe₃O₄ ；
（2）金屬鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，證明上述所得的“鐵塊”中含有金屬鋁，可以向混合物中加入氫氧化鈉，看是否產(chǎn)生氣體，產(chǎn)生氣體時(shí)，有金屬鋁，反之則沒有，故答案為：NaOH；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）金屬鋁和鐵的氧化物在高溫下發(fā)生反應(yīng)生成金屬鐵和氧化鋁，即8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe，反應(yīng)每8mol鋁參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子24moL，所以每摩鋁參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為數(shù)為3N_A，故答案為：3N_A．
（4）鋁熱反應(yīng)用于難熔金屬的冶煉：如鐵鉻錳等，活潑性比金屬鋁的弱，所以過氧化鈉和氧化鎂都不合適，故答案為：AC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生鋁熱反應(yīng)的原理以及應(yīng)用等知識(shí)，屬于知識(shí)的遷移應(yīng)用題，注意知識(shí)的歸納和梳理是關(guān)鍵，難度中等．