Question

 

鋁和氧化鐵的反應(yīng)：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2e,稱為“鋁熱反應(yīng)”（如圖所示），引燃鎂條，漏斗內(nèi)的物質(zhì)熔化，鎂條燃盡，漏斗下端仍持續(xù)產(chǎn)生大量熔融物落入沙中，該熔融物可用于焊接鐵軌。                                 

（1）實驗中鎂條的作用是                          。

氧化鐵和鋁粉都用粉末狀的，原因是                      

                              。

（2）某學(xué)習(xí)興趣小組對所得熔融物的成分進行了探究。

【查閱資料】

①金屬鋁不但能和酸溶液（如稀鹽酸）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，還能和        第1題圖

強堿溶液（如氫氧化鈉溶液）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

②Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：

【實驗猜想】（3）某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？          (填“合理”或“不合理”)。

（4）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                     。

（5）請你根據(jù)已有知識找出一種驗證產(chǎn)物中有Fe的最簡單的方法：               

                            

實驗驗證】

（6）設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁，請?zhí)顚懴铝斜砀瘢?/p>

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量冷卻后的熔融物于試管中，加入		熔融物中含有鋁

Answer 1

【答案】（1）給反應(yīng)提供熱量（1分）     增大反應(yīng)物之間的接觸面積，進而增大反應(yīng)速率（1分）   （3）合理（1分）   （4）2Al＋2NaOH＋2H₂O ═ 2NaAlO₂＋3H₂↑（2分）   （5）用磁鐵吸引，若能吸附，說明有鐵生成（1分）    （6）NaOH溶液（1分）   有氣泡產(chǎn)生（1分）

【解析】（1）根據(jù)題干敘述可知，引燃鎂條就是為了給反應(yīng)提供熱量；反應(yīng)物用粉末狀固體，可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，進而增大反應(yīng)速率。（3）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的條件是990℃~1550℃，高于鋁的熔點（660℃）和鐵的熔點（1535℃），所以在反應(yīng)過程中，鋁和鐵都能熔化變?yōu)橐簯B(tài)，由此可推測出熔融物中可能含有鋁和鐵。所以鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。（4）由題給信息可知，鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H₂O ═ 2NaAlO₂＋3H₂↑。（5）驗證產(chǎn)物中有Fe的最簡單的方法是用磁鐵吸引，若能吸附，說明有鐵生成。（6）根據(jù)Al與Fe的性質(zhì)不同，選擇NaOH溶液，Al能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而鐵不反應(yīng)，并且反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生，為較簡便的檢驗方法。