Question

某小组进行铝热反应实验，装置如图所示．
（1）铝热反应原理

 

（写化学方程式），试剂A为

 

（写化学式）．
（2）对坩埚内的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：该黑色物质为铁与氧化铁的混合物
【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0.01mol/LKSCN溶液	溶液不变色

【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．
①此时涉及的氧化还原反应的离子反应方程式为

 

．
②利用反应体系中存在的平衡：Fe³⁺+3SCN^-? Fe（SCN）₃，小组再将滴入适量氯水的溶液平均分成两份，分别置于两支试管中并编号l、2，进行如下表所示的探究．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

 

．

实验编号	实验步骤
1	①滴加饱和FeCl3溶液4滴，充分振荡
	②滴加几滴NaOH溶液
2	①滴加4滴1mol/LKSCN溶液
	②滴加几滴NaOH溶液

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；
（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）①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；
②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）该铝热反应为氧化铁和铝的反应，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，
故答案为：Fe₂O₃+2Al

高温  .

Al₂O₃+2Fe；KClO₃；
（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）①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，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
②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：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，题目难度中等，掌握反应原理是解答本题的关键，注意明确浓度等因素对化学平衡的影响．