Question

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：

物 质	Al	Fe
熔点（℃）	660	1535
沸点（℃）	2467	2750

（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．

编号	实验操作	预期现象和结论
①
②
③
④

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金；
（3）混合金属粉末中除铜外可能含有铁、铝或二者都有，可用氢氧化钠溶液检验铝，与硫酸反应后观察溶液颜色，如含有铁，反应后的溶液呈浅绿色，以此解答该题．

解答： 解：（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）；

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

点评：本题考查铝热反应原理、金属铝的化学性质，题目难度中等，注意掌握铝热反应发生条件，明确铝的化学性质及合金的物理性质，（3）为易错点，实验方案的设计．