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高中化学教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”,“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.已知:Al、Fe的熔点、沸点数据如下:
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高中化学教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”,“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”.已知:Al、Fe的熔点、沸点数据如下:
(1)某同学猜测,铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金.你认为他的解释是否合理?______(填“合理”或“不合理”).理由是:______
(2)已知某混合金属粉末,除铜外还含有铁、铝中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铝元素的存在.仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、4mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液.完成以下实验探究过程:
(3)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铜外还含有______元素;
假设2:该混合金属粉末中除铜外还含有______元素;
假设3:该混合金属粉末中除铜外还含有铁、铝元素;
②设计实验方案
基于假设3,设计出实验方案(不要在答题卡上作答).
③实验过程
根据②的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论.
【提示】Ⅰ.在答题卡上按以下方式作答,注意前后内容对应;
Ⅱ.注意文字简洁,确保不超过答题卡空间.
物 质 | Al | Fe |
熔点(℃) | 660 | 1535 |
沸点(℃) | 2467 | 2750 |
(2)已知某混合金属粉末,除铜外还含有铁、铝中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铝元素的存在.仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、4mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液.完成以下实验探究过程:
(3)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铜外还含有______元素;
假设2:该混合金属粉末中除铜外还含有______元素;
假设3:该混合金属粉末中除铜外还含有铁、铝元素;
②设计实验方案
基于假设3,设计出实验方案(不要在答题卡上作答).
③实验过程
根据②的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论.
【提示】Ⅰ.在答题卡上按以下方式作答,注意前后内容对应;
Ⅱ.注意文字简洁,确保不超过答题卡空间.
编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
① | ||
② | ||
③ | ||
④ |
▼优质解答
答案和解析
(1)根据表中的数据可以看出,金属铝的沸点比铁低,当金属铁是液态时,金属铝也是液态,所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的混合物,
故答案为:合理;该反应放热能使铁熔化,而铝的熔点比铁低,所以铁和铝能形成合金;
(3)混合金属粉末中除铜外可能含有铁、铝或二者都有,
金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应,反应实质是:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝,
验证产物中有Fe,最简单的方法为:用磁铁,若能吸引则可验证产物中有Fe,也可往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸,充分反应后,静置.取上层清液于试管B中.固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含铁.或往试管B中加入少许稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液先变黄色,加KSCN后显血红色,
结合②可知,一定含铁.
故答案为:铁、铝(顺序可以互换);
故答案为:合理;该反应放热能使铁熔化,而铝的熔点比铁低,所以铁和铝能形成合金;
(3)混合金属粉末中除铜外可能含有铁、铝或二者都有,
金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应,反应实质是:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝,
验证产物中有Fe,最简单的方法为:用磁铁,若能吸引则可验证产物中有Fe,也可往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸,充分反应后,静置.取上层清液于试管B中.固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含铁.或往试管B中加入少许稀硝酸,再滴加KSCN溶液,溶液先变黄色,加KSCN后显血红色,
结合②可知,一定含铁.
故答案为:铁、铝(顺序可以互换);
编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
① | 用药匙取少许样品,加入试管A中,再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中,充分反应后,静置,弃去上层清液.剩余固体备用. | 样品部分溶解,并有气体放出,说明有铝存在. |
② | 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸,充分反应后,静置.取上层清液于试管B中. | 固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含铁. |
③ | 往试管B中加入少许稀硝酸,再滴加KSCN溶液. | 溶液先变黄色,加KSCN后显血红色, 结合②可知,一定含铁. |
④ |
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