Question

【題目】某化學(xué)興趣小組要在“校園科藝節(jié)活動(dòng)”中使用氫氣球表演節(jié)目。經(jīng)過(guò)測(cè)量，每個(gè)氫氣球的體積約為1.12L（已折成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

已知興趣小組采用Al和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制取氫氣。

（1）若實(shí)驗(yàn)需要1L 2.5 mol·L-1的NaOH溶液，則要用稱取NaOH固體______g。配制溶液過(guò)程中所需儀器除天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外，還需要__________、____________（填儀器名稱）。

（2）若要制取60個(gè)氫氣球，至少需要Al的質(zhì)量為_____g，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。

（3）該化學(xué)興趣小組為了營(yíng)造氣氛，做了驚艷全場(chǎng)的鋁熱反應(yīng)（如下圖），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。興趣小組同學(xué)取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是______。

（4）若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁，可選擇____(填試劑名稱)，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

Answer 1

【答案】100 1000mL容量瓶 膠頭滴管 54 6NA 8Al+3Fe3O44Al2O3+ 9Fe 混有沒(méi)反應(yīng)完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化 氫氧化鈉溶液 Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O

【解析】

（1）根據(jù)m＝cVM計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，根據(jù)配制過(guò)程判斷需要的儀器；

（2）根據(jù)n＝V/Vm、m＝nM結(jié)合反應(yīng)的方程式計(jì)算；

（3）鋁和四氧化三鐵反應(yīng)生成氧化鋁和鐵，滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色，說(shuō)明含有鐵離子，據(jù)此判斷。

（4）根據(jù)氧化鋁是兩性氧化物分析解答。

（1）若實(shí)驗(yàn)需要1L 2.5 mol·L-1的NaOH溶液，則需要稱取NaOH固體的質(zhì)量是1L×2.5mol/L×40g/mol＝100g。配制溶液過(guò)程是計(jì)算、稱量、溶解、冷卻、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等，則過(guò)程中所需儀器除天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外，還需要1000mL容量瓶、膠頭滴管。

（2）每個(gè)氫氣球的體積約為1.12L（已折成標(biāo)準(zhǔn)狀況），氫氣的物質(zhì)的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，若要制取60個(gè)氫氣球，則需要?dú)錃馐?/span>0.05mol×60＝3.0mol，根據(jù)方程式2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑可知至少需要Al的物質(zhì)的量是2mol，質(zhì)量為2mol×27g/mol＝54g，鋁元素化合價(jià)從0價(jià)升高到+3價(jià)，轉(zhuǎn)移3個(gè)電子，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NA。

（3）在高溫下鋁和四氧化三鐵反應(yīng)生成氧化鋁和鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。興趣小組同學(xué)取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變血紅色，說(shuō)明含有鐵離子，因此出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是混有沒(méi)反應(yīng)完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化。

（4）由于氧化鋁是兩性氧化物，能溶于氫氧化鈉溶液，所以若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁，可選擇氫氧化鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O。