Question

【題目】鋁熱反應(yīng)是鋁的一個重要性質(zhì)，該性質(zhì)用途十分廣泛，不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉高熔點的金屬如釩、鉻、錳等。

（1）某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)，取磁性氧化鐵按教材中的實驗裝置(如圖甲)進行鋁熱反應(yīng)，現(xiàn)象很壯觀。指明使用鎂條和氯酸鉀的目的是___________________。

（2）某同學(xué)用圖乙裝置進行鋁熱反應(yīng)。取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未見紅色。為測定該實驗所得“鐵塊”中鐵元素含量，設(shè)計實驗流程如圖所示。

幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

① 試劑A應(yīng)選擇________，試劑B應(yīng)選擇_______(填序號)。

A．稀鹽酸 B．氧化鐵 C．H2O2溶液 D．氨水

② 寫出反應(yīng)Ⅱ的離子方程式____________________________。

③ 設(shè)計簡單實驗證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4__________。

④ 上述實驗應(yīng)灼燒至M質(zhì)量不變，則能證明M質(zhì)量不變的標(biāo)志是_______。

⑤ 若最終紅色粉未M的質(zhì)量為12.0 g，則該“鐵塊”的純度是_______。

Answer 1

【答案】引發(fā)鋁熱反應(yīng) C D 2Fe2++ H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 足量稀硫酸；幾滴(少量)高錳酸鉀溶液；溶液紫紅色未褪去 連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1 g 84.0%

【解析】

（1）根據(jù)鋁熱反應(yīng)需要高溫條件分析解答。

（2）取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，生成鐵鹽或亞鐵鹽、鎂離子和鋁離子，根據(jù)離子的性質(zhì)結(jié)合流程圖分析解答。

（1）使用鎂條和氯酸鉀的目的是點燃鎂條燃燒放熱促進氯酸鉀分解生成氯化鉀和氧氣，起到高溫引發(fā)鋁熱反應(yīng)的目的，即使用鎂條和氯酸鉀的目的是引發(fā)鋁熱反應(yīng)。

（2）①根據(jù)表格可知，要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀，需要將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，又因為不能引入新雜質(zhì)，所以需要加入雙氧水，然后調(diào)節(jié)4≤pH＜4.2即可將鐵離子沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀。調(diào)節(jié)pH時不能用氧化鐵，因為會引入鐵元素，因此試劑A應(yīng)選擇雙氧水，試劑B應(yīng)選擇氨水，答案選C和D。

②反應(yīng)Ⅱ是雙氧水氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。

③氧化鐵溶于酸生成鐵離子，四氧化三鐵溶于酸生成鐵離子和亞鐵離子，因此要設(shè)計簡單實驗證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4只需要證明溶液中含有亞鐵離子即可，所以實驗方案為取少量M固體于試管中，向其中加入足量稀硫酸，固體完全溶解，溶液呈棕黃色，繼續(xù)向上層溶液中滴加幾滴少量高錳酸鉀溶液，振蕩觀察紫紅色溶液未褪去，說明不含有亞鐵離子。

④上述實驗應(yīng)灼燒至M質(zhì)量不變，則能證明M質(zhì)量不變的標(biāo)志是連續(xù)兩次灼燒質(zhì)量相差不大于0.1 g。

⑤若最終紅色粉未M的質(zhì)量為12.0 g，即氧化鐵是12.0g，物質(zhì)的量是12.0g÷160g/mol＝0.075mol，所以鐵元素的質(zhì)量是0.075mol×2×56g/mol＝8.4g，則該“鐵塊”的純度是8.4g/10g×100%＝84.0%。