Question

铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物．某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验．
（1）取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是

 

，
现象很壮观，取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色．出现这种结果的原因，除了可能混有没反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是

 

．
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝．该实验所用试剂是

 

，反应的离子方程式为

 

．
（3）请写出此铝热反应的化学方程式：

 

．每摩铝参与反应，转移的电子数为

 

．
（4）生成除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以

 

．
A．CuO  B．Na₂O₂  C．MnO₂  D．MgO．

Answer 1

考点：探究铝热反应

专题：解题方法,元素及其化合物

分析：（1）铝热反应的引发：铝热剂上铺KClO₃，插镁条并将其点燃即可；铁离子遇到硫氰化钾显示红色，根据金属铁的性质来回答；
（2）金属铁和氢氧化钠不反应，但是金属铝可以和氢氧化钠反应产生氢气；
（3）金属铝和铁的氧化物在高温下发生反应生成金属铁和氧化铝的反应是铝热反应，根据化合价变化确定电子转移情况；
（4）铝热反应用于难熔金属的冶炼：如铁铬锰等，活泼性比金属铝的弱．

解答： 解：（1）铝热反应的引发：铝热剂上铺KClO₃，插镁条并将其点燃，利用金属镁燃烧产生的大量的热来引发实验，取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色，证明出现了铁离子，可能是金属中混有没反应的磁性氧化铁或是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中，表面被空气氧化为Fe₃O₄．
故答案为：铺KClO₃，插镁条并将其点燃；生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中，表面被空气氧化为Fe₃O₄ ；
（2）金属铁和氢氧化钠不反应，但是金属铝可以和氢氧化钠反应产生氢气，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝，可以向混合物中加入氢氧化钠，看是否产生气体，产生气体时，有金属铝，反之则没有，故答案为：NaOH；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）金属铝和铁的氧化物在高温下发生反应生成金属铁和氧化铝，即8Al+3Fe₃O₄

高温  .

4Al₂O₃+9Fe，反应每8mol铝参与反应，转移的电子24moL，所以每摩铝参与反应，转移的电子数为数为3N_A，故答案为：3N_A．
（4）铝热反应用于难熔金属的冶炼：如铁铬锰等，活泼性比金属铝的弱，所以过氧化钠和氧化镁都不合适，故答案为：AC．

点评：本题考查学生铝热反应的原理以及应用等知识，属于知识的迁移应用题，注意知识的归纳和梳理是关键，难度中等．