Question

【題目】鋁熱反應(yīng)是鋁的一個(gè)重要性質(zhì)，該性質(zhì)用途十分廣泛，不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬如釩、鉻、錳等。

（1）某校化學(xué)興趣小組同學(xué)，取磁性氧化鐵按教材中的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖甲)進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，現(xiàn)象很壯觀。指明使用鎂條和氯酸鉀的目的是 ______________________。

（2）某同學(xué)用圖乙裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未見(jiàn)血紅色。為測(cè)定該實(shí)驗(yàn)所得 “鐵塊”中鐵元素含量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。

幾種氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	7.5	2.8	4.2	9.6
沉淀完全時(shí)的pH	9.0	4.0	5	11

① 試劑A應(yīng)選擇________，試劑B應(yīng)選擇_______。(填序號(hào))

A．稀鹽酸 B．氧化鐵 C．H2O2溶液 D．氨水

② 寫(xiě)出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式_____________________。

③ 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4。

操作	預(yù)期現(xiàn)象
取少量M固體于試管中，向其中加入________________；觀察。	固體完全溶解，溶液呈黃色。
繼續(xù)向上述溶液中滴入_________________，振蕩觀察	______________________

④ 上述實(shí)驗(yàn)應(yīng)灼燒至M質(zhì)量不變，則能證明M質(zhì)量不變的標(biāo)志是____________。

⑤ 若最終紅色粉未M的質(zhì)量為12.0 g，則該“鐵塊”的純度是_______。

Answer 1

【答案】引發(fā)鋁熱反應(yīng) C D 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O 足量稀硫酸 幾滴(少量)高錳酸鉀溶液 溶液紫紅色未褪去 連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1g 84.0%

【解析】

(1)鋁熱反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行，Mg條燃燒，放出熱量，使氯酸鉀分解產(chǎn)生O2，促使鎂條劇烈燃燒，產(chǎn)生更多的熱量，達(dá)到鋁熱反應(yīng)所需要的高溫。答案為：引發(fā)鋁熱反應(yīng)

(2)）①由提給信息可知，鐵塊中含+2價(jià)鐵，根據(jù)表格可知，要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀，需將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，故需要加入H2O2；然后調(diào)節(jié)4≤pH＜4.2即可將Fe3+沉淀而Al3+、Mg2+不沉淀，調(diào)節(jié)pH選用的試劑不能用氧化鐵，因?yàn)闀?huì)引起紅色粉未M的質(zhì)量偏大，故應(yīng)選用氨水，故答案為C；D

② Fe2+具有還原性，能被H2O2在酸性下氧化成Fe3+，2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O

③ Fe2O3中Fe為+3價(jià)，Fe3O4中Fe既有+3價(jià)，又有+2價(jià)，取少量M固體于試管中，向其中加入足量稀硫酸，發(fā)現(xiàn)固體溶解，溶液呈黃色，說(shuō)明溶液中含Fe3+；再向溶液中加入KMnO4溶液，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液紫紅色未褪去，說(shuō)明溶液中無(wú)Fe2+，因?yàn)?/span>Fe2+有還原性，能與酸性KMnO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而使KMnO4溶液褪色。故答案為足量稀硫酸、幾滴(少量)高錳酸鉀溶液 、 溶液紫紅色未褪去 ；

④ 若Fe（OH）3已完全分解，則用天平連續(xù)兩次稱量M的質(zhì)量時(shí)相差不大于0.1g。故答案為連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1g；

⑤紅色粉末為Fe2O3 ，質(zhì)量為12.0g，物質(zhì)的量為12/160 =0.075（mol）,根據(jù)鐵守恒有鐵塊中鐵的質(zhì)量為0.075*56*2=8.4（g）,鐵塊純度為 ×100℅=84℅