Question

 

铝和氧化铁的反应：2Al+Fe₂O₃Al₂O₃+2e,称为“铝热反应”（如图所示），引燃镁条，漏斗内的物质熔化，镁条燃尽，漏斗下端仍持续产生大量熔融物落入沙中，该熔融物可用于焊接铁轨。                                 

（1）实验中镁条的作用是                          。

氧化铁和铝粉都用粉末状的，原因是                      

                              。

（2）某学习兴趣小组对所得熔融物的成分进行了探究。

【查阅资料】

①金属铝不但能和酸溶液（如稀盐酸）反应产生氢气，还能和        第1题图

强碱溶液（如氢氧化钠溶液）反应产生氢气。

②Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：

【实验猜想】（3）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？          (填“合理”或“不合理”)。

（4）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为                                     。

（5）请你根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单的方法：               

                            

实验验证】

（6）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝，请填写下列表格：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量冷却后的熔融物于试管中，加入		熔融物中含有铝

Answer 1

【答案】（1）给反应提供热量（1分）     增大反应物之间的接触面积，进而增大反应速率（1分）   （3）合理（1分）   （4）2Al＋2NaOH＋2H₂O ═ 2NaAlO₂＋3H₂↑（2分）   （5）用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成（1分）    （6）NaOH溶液（1分）   有气泡产生（1分）

【解析】（1）根据题干叙述可知，引燃镁条就是为了给反应提供热量；反应物用粉末状固体，可以增大反应物之间的接触面积，进而增大反应速率。（3）根据铝热反应的条件是990℃~1550℃，高于铝的熔点（660℃）和铁的熔点（1535℃），所以在反应过程中，铝和铁都能熔化变为液态，由此可推测出熔融物中可能含有铝和铁。所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。（4）由题给信息可知，铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气，根据质量守恒定律，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H₂O ═ 2NaAlO₂＋3H₂↑。（5）验证产物中有Fe的最简单的方法是用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成。（6）根据Al与Fe的性质不同，选择NaOH溶液，Al能和氢氧化钠溶液反应，而铁不反应，并且反应中有气体产生，为较简便的检验方法。