Question

16．实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）
实验装置如图：
图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中．
实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨．请写出该反应的化学方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．该反应中单质铝与一氧化碳有相似的还原（填“氧化”或“还原”）性．
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情．
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究．
【实验方案】

实验组别	实验操作	实验现象	结论
实验1	取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热． 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸．	黑色粉末变成红色 固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色．	Zn和CuO能发生置换反应．
实验2	取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热． 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸．	发生爆炸，黑色粉末变成红色． 固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色．	Mg和CuO能反应
实验3	取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热．	粉末无变化	Cu、Fe2O3不能反应．

【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应．
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与盐溶液的反应相似．

Answer 1

分析 实验装置如图：根据铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，写出化学反应式；单质铝与一氧化碳有相似性，具有还原性；
【实验方案】：实验1：根据结论推测Zn和CuO能发生置换反应；填写实验现象；
实验2：根据现象推测写出结论．
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与金属化合物溶液的反应相似

解答 解：实验装置如图：铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，我们可以据此写出化学反应式：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，一氧化碳具有还原性，是在化学反应中得到氧的物质，在该反应中铝也是得到氧的物质，所以铝具有还原性．
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃、还原；
【实验方案】：
实验1：根据结论：Zn和CuO能发生置换反应，说明置换出铜单质．故实验现象是：黑色粉末变成红色．
实验2：根据现象：发生爆炸，黑色粉末变成红色，说明氧化铜变成了铜单质，镁与氧化铜发生了置换反应．固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色．
【反思拓展】：金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律是：活动性较强的金属可以将其后面的金属从它们的氧化物中置换出来，与金属与盐（或金属化合物）溶液的反应相似．
故答案为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；  还原性
【实验方案】

实验组别	实验操作	实验现象	结论
实验1		红
实验2		无	Mg和CuO能反应
实验3

【反思拓展】盐溶液．

点评 本题以实验探究的形式考查如何得到纯净的一氧化碳，以及实验设计等问题，要同学们具有综合的化学知识，再可做好此题．此题难度较大．