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铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,可简单认为是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应。某学习小组对铝热反应(以Al和Fe2O3反应为例)实验进行研究。
查阅数据得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下表所示:

物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1565[
沸点/℃
2467
2980
2750

 
试回答下列问题:
(1)在铝热反应中金属铝表现出       性(填“氧化”或“还原”)。请判断下列金属中那一个不能由铝热反应制取       。(填序号)
①Fe;②Cr(铬);③V(钒);④Ca;⑤Mn
(2)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属。如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝,则实验所需用的试剂为             ,可观察到的实验现象是                                                                             
(3)另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3,他设计了如下方案来验证:
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中,向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液,观察溶液颜色未变血红色,即可证明熔融物中不含有Fe2O3。则
①物质甲是               (填化学式)。
②该同学的实验方案是否合理?           (填“合理”或“不合理”)。
理由:                                                                      

(1)还原   ④;(2)氢氧化钠溶液    溶液中有气泡产生;
(3)①KSCN溶液  ②不合理Fe3+可能被Fe全部还原为Fe2+而不能使KSCN溶液变红

解析试题分析:(1)铝热反应为铝与某些金属氧化物在高温下反应生成氧化铝和金属单质,反应中铝元素化合价升高,作还原剂,表现出还原性;反应原理为还原性强的金属铝置换还原性弱的金属,根据金属的活动性判断,下列金属中那一个不能由铝热反应制取为Ca,选④;(2)根据铁和铝的性质作答;铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铁和氢氧化钠溶液不反应,所以证明该熔融物中含有金属铝,则实验所需用的试剂为氢氧化钠溶液,可观察到的实验现象是溶液中有气泡产生;(3)①本题考查三价铁离子的检验,用硫氰化钾溶液检验,物质甲是KSCN;②反应后的熔融物中含有单质铁,Fe3+可能被Fe全部还原为Fe2+而不能使KSCN溶液变红,所以不合理。
考点:考查铝热反应及相关物质的检验。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。实验室现有下列试剂:0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2和Fe3中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中可能含有________中的一种或两种。

 
实验操作
预期现象
结论
验证猜想Ⅰ
步骤①:取少量0.01 mol/L酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液
 
 
步骤②:________
 
含有Fe3
验证猜想Ⅱ
将所得气体通入如下装置
 
含有两种气体
 
【实验探究】

【问题讨论】
有同学提出,若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,判断该方法是否正确并进行评价:_____________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

部分铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:
________________________________________________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应: _________________________________________;
负极反应:__________________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

为了降低电子垃圾对环境构成的影响,将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:

(1)第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______________________________。得到滤渣1的主要成分为_________________。
(2)第②步中加入H2O2的作用是__________________,使用H2O2的优点是_________;调溶液pH的目的是____________________________________。
(3)简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是_________________________
____________________________________________________________ 。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ,设计了以下三种方案:

上述三种方案中,_______方案不可行,原因是_______________________________;
从原子利用率角度考虑,_______方案更合理。
(5)用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2+ + H2Y2→ CuY2 + 2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω= __________________ 。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:

(1)实验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有    、玻璃棒和烧杯。“操作Ⅲ”系列操作名称依次为        、过滤和洗涤。 
(2)“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式为                                           
(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是                                              
(4)实验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是    ,现象是                                   
(5)加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+,写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式:                             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:

已知:Cu2O+2H=Cu+Cu2+H2O
(1)实验操作Ⅰ的名称为________;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为__________________,检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。
(3)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为_______________________________________________。
(4)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH)前者为后者的108倍。则两种溶液的pH=________。
(5)①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是________(填代号)。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2浓度减小
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤:称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图

(1)上述生产纯碱的方法称    ,副产品的一种用途为    
(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是                              
(3)写出上述流程中X物质的分子式                 
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了    (填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是               
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加    
(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有    
a.增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
b.使NaHCO3更多地析出
c.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

下列转化关系中,X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质,A、B是氧化物,A呈红棕色,C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题:

(1)请写出反应①的化学方程式___________________________________________。
(2)检验D溶液中Y离子的方法是_____________________________________。
(3)若试剂a是NaOH溶液,写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________。
(4)若试剂b是H2SO4,工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y(OH)SO4,已知还原产物为NO,则该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
(5)工业上电解熔融的B制取X时,若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3,则阴极产物的质量为________kg。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O及纳米材料G,步骤如下:

请回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中,试剂①最佳为_______(填代号)。
a.KMnO4          b.(NH4)2S          c.H2O2          d.HNO3
沉淀D中除了过量的CuO外,还存在另一种固体,其化学式为______________。加入CuO的作用是_____________________。
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过一系列操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是______________。
(3)制备纳米材料G时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入) _______ (填化学式)。写出该反应的化学方程式_______________________________________。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4标准溶液应用_______ (填写仪器名称);取A溶液稀释一定倍数后,用KMnO4标准溶液滴定,终点现象为_______。

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