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某研究性学习小组度铝热反应(以铝和氧化铁反应为例)实验进行研究
请回答下列问题
(1)铝热反应时氧化反应,在反应中金属铝被
 
(填“氧化”或“还原”).
(2)甲同学认为,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,则实验所需要的试剂为
 
,可观察到的实验现象是
 

(3)乙同学认为铝热反应得到的熔融物中可能含有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,反应一段时间后,向反应后的混合液中滴加KSCN溶液,观察溶液颜色的变化,即可证明熔融物中是否含有Fe2O3.则:
该同学的实验方案是否合理?
 
(填“合理”或“不合理”)若不合理,原因是
 
(若合理,则不用填写).
(4)取23.37g熔融物(主要含有铁和氧化铝,还含有少量氧化铁和铝)投入足量的浓氢氧化钠溶液中,充分反应后,收集到标准状况下的气体336mL,经过滤,洗涤,烘干后得到12.8g固体,向该固体中滴加4.0mol?L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL,在反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无血红色出现.
求:23.37g熔融物中各成分的质量.
考点:探究铝热反应
专题:实验设计题
分析:(1)根据铝元素的化合价变化判断铝的性质;
(2)铝能和强碱反应生成偏铝酸盐和氢气,而铁不与强碱溶液反应;
(3)铁离子能够与铝、铁发生反应生成亚铁离子,干扰了铁离子的检验;
(4)氧化铝和金属铝能够与氢氧化钠溶液反应,根据生成氢气的体积计算出金属铝的质量;根据溶于氢氧化钠溶液后固体减少的质量为氧化铝和铝的质量计算出氧化铝的质量;12.8g为铁和氧化铁的质量,根据反应后生成的是亚铁离子及硫酸的物质的量计算出铁和液体的物质的量及质量.
解答: 解:(1)铝热反应中铝作氧化剂,铝失电子化合价升高被氧化,反应中体现出其还原性,
故答案为:氧化;
(2)铝能和强碱反应生成盐和氢气,铁和氢氧化钠溶液不反应,所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液,观察到的现象是溶液中有气泡出现,
故答案为:氢氧化钠溶液;溶液中有气泡出现;
(3)由于铁离子检验氧化性,能够与铁、铝发生反应生成亚铁离子,干扰了铁离子的检验,所以该方法不合理,
故答案为:不合理;铁离子容易被铁、铝还原成亚铁离子;
(4)取23.37g熔融物(主要含有铁和氧化铝,还含有少量氧化铁和铝)投入足量的浓氢氧化钠溶液中,充分反应后,收集到标准状况下的气体336mL,该气体为氢气,反应的方程式为:2Al+2H2O+2OH-═2AlO2-+3H2↑,标况下336mL氢气的物质的量为:n(H2)=
336×10-3L
22.4L/mol
=0.015mol,则反应消耗的铝的物质的量为:n(Al)=
2
3
n(H2)=0.015mol×
2
3
=0.01mol,混合物中含有铝的质量为:27g/mol×0.01mol=0.27g;
经过滤,洗涤,烘干后得到12.8g固体,固体减的质量为:23.37g-12.8g=10.57g,减少的质量为氧化铝和铝的质量之和,所以混合物中氧化铝的质量为:10.57g-0.27g=10.3g;
12.8g固体为Fe和氧化铁的混合物,向该固体中滴加4.0mol?L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL,在反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无血红色出现,说明反应恰好生成硫酸亚铁,设铁的物质的量为x,氧化铁的物质的量为y,则:①56x+160y=12.8g,再根据铁元素守恒及硫酸亚铁的组成可知,铁元素的物质的量大于硫酸根离子的物质的量,即:②x+2y=4.0mol?L×0.055L,
根据①②联立解得:
x=0.2mol
y=0.01mol
,所以混合物中铁的质量为:56g/mol×0.2mol=11.2g,氧化铁的质量为:160g/mol×0.01mol=1.6g,
答:23.37g熔融物中各成分的质量为:0.27g铝、10.3g氧化铝、11.2g铁、1.6g氧化铁.
点评:本题考查了铝热反应原理、化学方程式的计算,题目难度中等,注意掌握铝热反应原理,明确根据化学方程式进行化学计算的方法,(4)为难度、易错点,注意合理分析质量变化及发生的反应.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

下列溶液中的物质的量浓度为1mol/L的是(  )
A、将22.4L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液
B、将40g NaOH溶于1L水中配成溶液
C、将1L 10mol/L的浓盐酸与9L水混合
D、从1L 1mol/L的NaOH溶液中取出50mL,则取出的溶液中溶质的物质的量浓度

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列物质在一定条件下发生水解能生成唯一的产物的高分子化合物是(  )
A、纤维素B、酚醛树脂
C、麦芽糖D、油脂

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子能在溶液中大量共存的是(  )
A、H+、OH-、Na+、CO32-
B、OH-、NH4+、Ba2+、SO42-
C、Ag+、Cl-、K+、NO3-
D、OH-、K+、SO42-、CO32-

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列钠的化合物与其性质或用途不相符的是(  )
A、Na2O2--淡黄色固体,可作供氧剂
B、Na2O--白色固体,性质不稳定
C、NaHCO3--可作发酵粉
D、Na2CO3--性质稳定,可治疗胃酸过多

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科目:高中化学 来源: 题型:

下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑨在表中的位置,用化学用语回答下列问题:

(1)②的单质与③的最高价氧化物对应水化物的浓溶液发生反应,其反应的化学方程式为
 

(2)W中①、③两种元素的质量比为3:14,请用电子式表示W的形成过程
 

(3)电动汽车的某种燃料电池,通常用NaOH作电解质,用⑥的单质、石墨作电极,在石墨电极一侧通入空气,该电池负极的电极反应
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

无机物A是一种固体,熔点178℃,30℃以下为浅黄色.经测定A(相对分子质量为184)含两种元素,原子个数比为1:1.隔绝空气迅速加热A将发生爆炸,爆炸后残留物B呈淡黄色.该淡黄色物质在空气中加热会燃烧并产生刺激性气味.在一定条件下,6.18g液体SCl2和2.72g气体C恰好完全反应生成A和单质B及6.42克化合物D.加热D发现无任何物质存在,把D溶于水测得溶液的pH小于7.已知气体C在标准状况下的密度为0.76g?L-1
(1)A的化学式为
 
,C的电子式
 

(2)写出SCl2和气体C反应的化学方程式
 

(3)1mol SCl2能与2mol乙烯发生加成反应生成一种化学毒气芥子气,写出发生反应的化学方程式
 

(4)亚硝酸钠和D固体在加热条件下
 
(填“可能”或“不能”)发生反应,判断理由是
 

(5)请设计检验物质D的实验方案
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

碳、氮,氧、氟、硫是中学常见的非金属元素,铁离子可与由他们组成的SCN-、CN-、F-等形成很多的配合物.
(1)基态Fe原子中,电子占据的最高能层符号为
 
,该能层具有的原子轨道数为
 
、电子书数为
 
,N、O、F第一电离能由小到大的顺序为
 
(填写元素符号).
(2)已知(CN)2是直线型分子,并有对称性,则(CN)2中π键和σ键的个数比为
 
,六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-的配体CN-中C原子杂化轨道类型是
 

(3)配合物K4[Fe(CN)6]中不存在的作用力
 
(填序号).
A.共价键 B.离子键 C.非极性键 D.配位键
(4)写出一种与SCN-互为等电子的分子
 
(用化学式表示),该分子的空间构型为
 

(5)F-可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体(如图),该晶体的化学式为
 
,若晶体密度为ρg?cm-3,则晶胞的棱长为
 
cm(用含ρ、NA的代数式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:

下表是元素周期表的一部分,请回答下列问题:

(1)已知(12)号元素的原子序数为35,画出其原子结构示意图
 
,该单质常温下呈
 
(填固、液或气)态.
(2)在标有序号这些元素中,
 
是非金属性最强元素,
 
是金属性最强的元素,
 
是原子半径最小的元素(填写元素符号);
(3)(3)的一种氧化物能与水反应生成另一种氧化物,请写出相关化学反应方程式:
 

(4)表中元素(2)(4)(5)三种元素中,氢化物的稳定性顺序为最强的是
 
,最弱的是
 
(填写化学式,下同);
(5)从(6)到(10)号元素的最高价氧化物对应水化物中的,
 
酸性最强,
 
碱性最强,
 
是两性氢氧化物.
(6)配平下列化学反应方程式:
 
 KClO3+
 
KCl+
 
H2SO4=
 
K2SO4+
 
Cl2↑+
 
H2O.

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