Question

某研究性学习小组对铝热反应（以Al和Fe₂O₃反应为例）实验进行研究．已知Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃的熔点、沸点数据如表所示：

物质	Al	A12O3	Fe	Fe2O3
熔点/℃	660	2054	1535	1565
沸点/℃	2467	2980	2750	----

试回答下列问题：
（1）铝热反应是氧化还原反应，在反应中金属铝表现出______性 （填“氧化”或“还原”）．
（2）某同学根据以上数据推测，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，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe₂O₃．则
①物质甲是______ （填化学式）．
②该同学的实验方案是否合理？答：______ （填“合理”或“不合理”）．
（4）把l5.12g Fe、Fe₂O₃和Al的混合物与0.5L 2mol?L^-1稀硫酸（足量）充分反应，生成氢气n mol．则
①用浓硫酸配制0.5L 2mo1?L^-1的稀硫酸需要的玻璃仪器有烧杯、500mL容量瓶、量筒和______、______．
②n的取值范围是______．
③向反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，当产生沉淀的量达到最大时，参加反应的NaOH的物质的量为______ mol．

Answer 1

【答案】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盐和氢气；
（3）用硫氰化钾溶液检验铁离子；亚铁离子具有还原性，极容易被空气中的氧气氧化；
（4）①根据各仪器的作用选取仪器；
②采用极限法确定n的取值范围；
③根据反应过程知，当产生沉淀的量最大时，相当于硫酸和氢氧化钠恰好完全反应，所以可以根据硫酸的物质的量计算氢氧化钠的物质的量即可．
解答：解：（1）铝热反应中铝失电子化合价升高，所以铝作还原剂，反应中体现出其还原性，故答案为：还原；
（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）①氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁，铁离子用硫氰化钾溶液检验，故答案为：KSCN；
②亚铁离子具有还原性，极容易被空气中的氧气氧化生成铁离子，干扰铁离子的检验，所以不合理，故答案为：不合理；
（4）①需要的玻璃仪器还有：起引流作用的玻璃棒，定容用的胶头滴管，故答案为：玻璃棒；胶头滴管；
②铁和铝与酸反应生成氢气，氧化铁和酸反应生成水，没有气体生成，所以当固体混合物全部为氧化铁时，氢气的物质的量为0，当固体全部为铝时，生成的氢气的物质的量最大．
设生成的氢气的物质的量为n．
Al------H ₂
1mol   
 n

n==0.84mol．
实际上三种物质都有，所以生成氢气的体积范围为0＜n＜0.84，
故答案为：0＜n＜0.84；
③向反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，当产生沉淀的量达到最大时，实际上相当于酸和碱发生的中和反应，设氢氧化钠的物质的量为n．
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
2mol  1mol
n     2mol/L×0.5L
n=2mol
故答案为：2．
点评：本题考查了铝热反应、物质或离子的检验、溶液的配制、有关物质的量的计算等知识点，难度不大，铁离子和亚铁离子的检验是考试的热点，是学习的重点．