题目内容
利用铝热反应焊接钢轨的原理是2Al+Fe2O3
2Fe+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，并进一步探究褪褐色硬块的组成．
（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、3mol/LNaOH、3mol/LHCl、3mol/LHNO3、3mol/LCuSO4、0.01mol/LKMnO4、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： | ______ |
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酸钾溶液，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 |
分析：（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酸钾显示红，据此来回答．
点评：本题是一道实验探究题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性较强，难度大．
利用铝热反应焊接钢轨的原理是2Al+Fe2O3
2Fe+ 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，并进一步探究褪褐色硬块的组成。
样品处理：将褐色硬块处理成粉末状。
(1)研究小组首先取少量粉末加入 溶液中，发现粉末部分溶解，但没有气泡产生，实验结论是：粉末中含有Al2O3而没有Al。
(2)根据以述实验判断该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3、Al2O3。
提出假设：
假设1：固体粉末中除Al2O3外还有Fe；
假设2：固体粉末中除Al2O3外还有 ；
假设3：固体粉末中除Al2O3外还有Fe和Fe2O3。
实验实施：
（3）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、3mol/LNaOH、3mol/LHCl、3mol/LHNO3、3mol/LCuSO4、0.01mol/LKMnO4、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 |
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| 步骤2：将步骤1的滤渣转移到烧杯B中，加入足量 ，充分搅拌，过滤，洗涤。 | 有红色固体生成，说明粉末中含有
。 |
| 步骤3：将步骤2的滤渣转移到烧杯C中，
。 |
， 说明粉末中含有Fe2O3。(1分) |
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。
Al2O3+2Fe，其中Fe2O3是