Question

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁與酸和堿的反應(yīng)進(jìn)行探究，過(guò)程如下．
取足量的形狀、質(zhì)量均相同的鋁絲分別與等體積的6mol/L的鹽酸、6mol/L氫氧化鈉溶液反應(yīng)，待反應(yīng)停止后取出剩余的鋁絲洗凈、干燥、稱量，剩余鋁絲的質(zhì)量關(guān)系是前者

 

后者（填“大于”或“小于”或“等于”）；觀察反應(yīng)后的液體，發(fā)現(xiàn)鋁與鹽酸反應(yīng)后所得的液體是黑色渾濁的，試管底部有少量黑色沉淀，對(duì)此現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
（1）提出猜想
同學(xué)們查找資料后獲得如下信息：工業(yè)上用電解法冶煉鋁所用的原料氧化鋁是從鋁土礦中提取的，所以得到的氧化鋁中可能還含有微量的氧化鐵和二氧化硅兩種雜質(zhì)，據(jù)此，同學(xué)們提出如下猜想：
猜想1：此黑色固體是鐵單質(zhì)，可能是電解得到的鋁與雜質(zhì)反應(yīng)生成的，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；
猜想2：

 

猜想3：此黑色固體是鋁單質(zhì)，是鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)因反應(yīng)過(guò)快而變成粉末分散到溶液中；
猜想4：此黑色固體可能是上述若干種單質(zhì)組成的混合物．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①將反應(yīng)后所得的液體進(jìn)行過(guò)濾、洗滌，分別取少量固體置于兩支試管中	_	_
②向其中的一支試管中加入足量的稀鹽酸，觀察固體是否溶解．	固體完全溶解	證明猜想   一定不正確．
③向另一試管中加入足量的   溶液，觀察固體是否溶解．	固體完全溶解	猜想   一定不正確．
得出結(jié)論：綜合實(shí)驗(yàn)②③的現(xiàn)象，可推知猜想   是正確的．

固體溶解在氫氧化鈉溶液中的離子方程式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：鋁金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：根據(jù)反應(yīng)方程式判斷；
（1）猜想1：根據(jù)鋁熱反應(yīng)寫出反應(yīng)方程式；
猜想2：類比鋁熱反應(yīng)，鋁可把二氧化硅中硅還原出來(lái)；
（2）鐵、鋁和鹽酸反應(yīng)，硅和鹽酸不反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，而鐵不和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明猜想，根據(jù)實(shí)驗(yàn)不同現(xiàn)象得出結(jié)論并寫出鋁和氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式．

解答： 解：由反應(yīng)2Al+6HCl=2AlCl₃+H₂↑ 2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，
消耗相同物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉，加鹽酸溶液的試管中參加反應(yīng)的鋁少，剩余的鋁多，
故答案為：大于；
（1）猜想1：在高溫條件下，鋁和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和氧化鋁，反應(yīng)方程式為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，
猜想2：類比鋁熱反應(yīng)，鋁可把二氧化硅中硅還原出來(lái)，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；此黑色固體是硅單質(zhì)，是電解得到的鋁與二氧化硅反應(yīng)生成的；
（2）②向其中的一支試管中加入足量的稀鹽酸，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，說(shuō)明固體都是金屬單質(zhì)，所以證明猜想2一定不正確；
③向另一試管中加入足量的氫氧化鈉溶液，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，鋁和硅都能與氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明猜想1一定不正確；
綜合實(shí)驗(yàn)②③的現(xiàn)象，可推知猜想3是正確的；鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①將反應(yīng)后所得的液體進(jìn)行過(guò)濾、洗滌，分別取少量固體置于兩支試管中	_	_
②向其中的一支試管中加入足量的稀鹽酸，觀察固體是否溶解．	固體完全溶解	證明猜想 2一定不正確．
③向另一試管中加入足量的 氫氧化鈉溶液，觀察固體是否溶解．	固體完全溶解	猜想 1一定不正確．
得出結(jié)論：綜合實(shí)驗(yàn)②③的現(xiàn)象，可推知猜想 3是正確的．

固體溶解在氫氧化鈉溶液中的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鋁及其化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，難度不大，注意鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式的書(shū)寫，水作反應(yīng)物參加反應(yīng)．