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．某化學興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵，并進行鋁熱反應實驗．
（1）取磁性氧化鐵按圖裝置進行鋁熱反應，引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是

 

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

 

．
（2）設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的“鐵塊”中含有金屬鋁．該實驗所用試劑是

 

，反應的離子方程式為

 

．
（3）請寫出此鋁熱反應的化學方程式：

 

．每摩鋁參與反應，轉移的電子數為

 

．
（4）生成除磁性氧化鐵可做鋁熱反應實驗外，下列哪些試劑也可以

 

．
A．CuO  B．Na₂O₂  C．MnO₂  D．MgO．

Answer 1

考點：探究鋁熱反應

專題：解題方法,元素及其化合物

分析：（1）鋁熱反應的引發(fā)：鋁熱劑上鋪KClO₃，插鎂條并將其點燃即可；鐵離子遇到硫氰化鉀顯示紅色，根據金屬鐵的性質來回答；
（2）金屬鐵和氫氧化鈉不反應，但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應產生氫氣；
（3）金屬鋁和鐵的氧化物在高溫下發(fā)生反應生成金屬鐵和氧化鋁的反應是鋁熱反應，根據化合價變化確定電子轉移情況；
（4）鋁熱反應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）鋁熱反應的引發(fā)：鋁熱劑上鋪KClO₃，插鎂條并將其點燃，利用金屬鎂燃燒產生的大量的熱來引發(fā)實驗，取少許反應生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現溶液變血紅色，證明出現了鐵離子，可能是金屬中混有沒反應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，但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應產生氫氣，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，看是否產生氣體，產生氣體時，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)生反應生成金屬鐵和氧化鋁，即8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

4Al₂O₃+9Fe，反應每8mol鋁參與反應，轉移的電子24moL，所以每摩鋁參與反應，轉移的電子數為數為3N_A，故答案為：3N_A．
（4）鋁熱反應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．

點評：本題考查學生鋁熱反應的原理以及應用等知識，屬于知識的遷移應用題，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．