Question

【题目】利用铝热反应焊接钢轨的原理是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。某研究小组在实验室利用简易装置进行铝热反应。发现生成的铁呈疏松的褐色硬块。小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多，并进一步探究褐色硬块的组成。

（1）将褐色硬块处理成粉末状。研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性，实验方法是________，证明不含单质铝的现象是_____________。

（2）该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3，Al2O3。请以上述粉末为样品，验证其组成。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、药匙、过滤器；20% KSCN、3 mol·L－1NaOH、3 mol·L－1HCl、3 mol·L－1HNO3、3 mol·L－1CuSO4、0.01 mol·L－1KMnO4、蒸馏水。

根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。_____________。

实验操作	预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
步骤4：

Answer 1

【答案】取少量粉末加入NaOH溶液中 无气泡冒出

实验操作	预期现象和结论
步骤1：取少量粉末于烧杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分搅拌，过滤，洗涤	粉末减少，说明粉末中可能含有Al2O3
步骤2：取少量步骤1的滤液于试管中，逐滴滴加3mol/LHCl至过量	有白色沉淀产生然后沉淀又溶解，说明粉末中含有Al2O3
步骤3：将步骤1的滤渣转移到烧杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分搅拌，过滤，洗涤	有红色固体生成，说明粉末中含有Fe
步骤4：将步骤3的滤渣转移到烧杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分搅拌，再滴加少量20%KSCN	固体部分溶解，溶液变血红色，说明粉末中含有Fe2O3

【解析】

（1）根据金属铝可以和氢氧化钠发生反应产生氢气的性质来回答；

（2）Fe、Fe2O3、Al2O3中只有氧化铝可以和氢氧化钠发生反应，铁和氧化铁与盐酸发生反应分别生成亚铁盐和铁盐，金属铁可以置换排在金属铁后面的金属，三价铁离子遇到硫氰化钾显示红色，据此来回答。

（1）金属铝可以和氢氧化钠发生反应产生氢气，所以可以取少量粉末加入NaOH溶液中，如果产生气泡证明含单质铝，反之则不含，

故答案为：取少量粉末加入NaOH溶液中；无气泡冒出；

（2）氧化铝可以和氢氧化钠发生反应，生成偏铝酸钠溶液，和盐酸反应会出现白色沉淀，随着盐酸量的增多，沉淀消失，金属铁存在时可以将硫酸铜中的红色金属铜置换出来，氧化铁和盐酸反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液，会出现红色，故答案为：

实验操作	预期现象和结论
步骤1：取少量粉末于烧杯中，加入足量3mol/LNaOH溶液，充分搅拌，过滤，洗涤	粉末减少，说明粉末中可能含有Al2O3
步骤2：取少量步骤1的滤液于试管中，逐滴滴加3mol/LHCl至过量	有白色沉淀产生然后沉淀又溶解，说明粉末中含有Al2O3
步骤3：将步骤1的滤渣转移到烧杯B中，加入足量3mol/L CuSO4，充分搅拌，过滤，洗涤	有红色固体生成，说明粉末中含有Fe
步骤4：将步骤3的滤渣转移到烧杯C中，加入足量3mol/L HCl，充分搅拌，再滴加少量20%KSCN	固体部分溶解，溶液变血红色，说明粉末中含有Fe2O3

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