Question

（1）铝热反应原理

 

（写化学方程式）；试剂A为

 

（写化学式）；实验现象：

 

、有黑色固体生成．
（2）对黑色固体物质的组成，小组进行了如下探究；
假设Ⅰ该黑色物质为铁
假设Ⅱ该黑色物质为铁与四氧化三铁的混合物
【设计方案并实验】

实验步骤	现象	结论
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸	固体全部溶解，有气泡产生	假设Ⅰ成立，假设Ⅱ不成立
②滴入几滴0.01mo1/L KSCN溶液	深液不变色

【交流评价】
你认为上述结论是否合理？

 

 理由是

 

．
（3）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水，溶液变红色．此时涉及的离子反应方程式为

 

、

 

；
利用反应体系中存在的平衡，小组再将深夜均分置于两支试管中并分别编号1、2，进行如下探究：

编号	实验步骤
1	①滴加饱和FeC13溶液4滴，充分振荡
	②滴加几滴NaOH溶液
2	①滴加4滴1mol?L-1 KSCN溶液
	②滴加几滴NaOH溶液

该实验中，小组主要探究的问题是

 

；应重点观察的现象是

 

；预计得出的结论是

 

．

Answer 1

考点：探究铝热反应

专题：实验设计题

分析：（1）铝热反应为氧化铁和铝的反应，其反应方程式为Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe，试剂A为KClO₃或Na₂O₂，加热产生氧气，帮助燃烧，促进反应反应进行．此反应非常剧烈，反应过程火星四射，有强光，放出大量热．
（2）Fe³⁺与KSCN溶液反应变红，由于固体全部溶解，Fe₃O₄与酸反应生成的Fe³⁺与Fe反应生成Fe²⁺，溶液也可能不变红．
（3）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水，溶液变红色，说明溶液中含有Fe²⁺，Cl₂把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，发生反应2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
（4）在两个实验中最后都与NaOH溶液反应，应该是研究的Fe³⁺与OH^-反应，但是Fe³⁺与3SCN^-有一个化学平衡，故研究的是Fe³⁺与OH^-反应时反应物的浓度不同对化学平衡的影响．

解答： 解：（1）通过本题图可以看出铝热反应为氧化铁和铝的反应，其反应方程式为Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe，试剂A的作用是加热产生氧气，帮助燃烧，促进反应反应快速进行，一般选取的是KClO₃或Na₂O₂．此反应非常剧烈，在反应过程中会有火星四射的现象，同时伴有有强光，并放出大量热，生成黑色的金属固体铁．
故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe；KClO₃或Na₂O₂；火星四射，有强光（或放出大量热）；
（2）含有Fe³⁺的溶液与KSCN溶液混合后溶液会变红，如果没有Fe³⁺离子，加入KSCN溶液混合后溶液也不会变红．由于固体全部溶解，在这个过程中Fe₃O₄与酸反应生成的Fe³⁺可能与Fe反应生成Fe²⁺，这样溶液也不变红．故结论不合理，应该确认铁溶解后Fe³⁺还有剩余才能变红．
故答案为：不合理；Fe₃O₄与酸反应生成的Fe³⁺与Fe反应生成Fe²⁺，滴入KSCN溶液后也不变色；
（3）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水，溶液变红色，说明溶液中含有Fe²⁺，而Cl₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，发生反应2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺和SCN^-生成配合物，发生反应Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
在两个实验中最后都与NaOH溶液反应，应该是研究的Fe³⁺与OH^-反应，但是Fe³⁺与SCN^-有一个化学平衡，在两次实验中不同的是反应物的浓度不同，一份是饱和溶液，一份是1mol/L的溶液，故研究的是Fe³⁺与OH^-反应时反应物的浓度不同对化学平衡的影响．由于Fe³⁺和SCN^-生成的物质显红色，故可以观察颜色的变化来判断反应的进行程度．根据勒夏特列原理可以预估结论为增大反应物浓度，平衡向正方向移动；减小反应物浓度，平衡向逆方向移动．
故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；浓度对化学平衡移动的影响；溶液颜色的变化；增大反应物浓度平衡向正方向移动，减小反应物浓度平衡向逆方向移动．

点评：本题以铝热反应为载体，考查了金属铝和铁的性质以及化学平衡的简单判断，掌握反应原理是解答本题的关键所在，难度不大．