题目内容

16．某化学兴趣小组利用如图装置进行铝热反应实验，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，并进一步探究该褐色硬块的组成．请回答下列问题：
（l）铝热反应原理Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe（写化学方程式）；试剂A为KClO3或Na2O2（写化学式）．实验现象：火星四射，有强光（或放出大量热）、有褐色固体生成．
（2）将褐色硬块处理成粉未状，研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性．
实验方法：首先取少量粉未加入NaoH溶液中；
实验现象：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．
（3）根据上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l：固体粉末中除Al2O3外还有Fe；
假设II：固体粉末中除Al2O3外还有Fe和Fe2O3．
设计方案并实验：
实验步骤实验现象实验结论
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸固体全部溶解，有气泡产生假设I成立，假设II不成立
②再滴入几滴0.01mol/L KSCN 溶液溶液不变色
你认为上述结论是否合理，不合理，理由是Fe3O4与酸反应生成的Fe3+与Fe反应生成Fe2+，滴入KSCN溶液后也不变色．
（4）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水溶液变红色．此时涉及的离子反应方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3．

分析 （1）铝热反应为氧化铁和铝的反应，其反应方程式为Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe，试剂A为KClO3或Na2O2，加热产生氧气，帮助燃烧，促进反应反应进行．此反应非常剧烈，反应过程火星四射，有强光，放出大量热；
（2）金属Al可以和氢氧化钠发生反应产生氢气，据此设计方案；
（3）Fe3+与KSCN溶液反应变红，由于固体全部溶解，Fe3O4与酸反应生成的Fe3+与Fe反应生成Fe2+，溶液也可能不变红．
（4）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水，溶液变红色，说明溶液中含有Fe2+，Cl2把Fe2+氧化成Fe3+，发生反应为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3．

解答 解：（1）通过本题图可以看出铝热反应为氧化铁和铝的反应，该反应方程式为：Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe，试剂A的作用是加热产生氧气，帮助燃烧，促进反应反应快速进行，一般选取的是KClO3或Na2O2．此反应非常剧烈，在反应过程中会有火星四射的现象，同时伴有有强光，并放出大量热，生成黑色的金属固体铁，
故答案为：Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe；KClO3或Na2O2；火星四射，有强光（或放出大量热）；
（2）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：NaOH溶液；粉末部分溶解，但没有气泡产生；
（3）含有Fe3+的溶液与KSCN溶液混合后溶液会变红，如果没有Fe3+离子，加入KSCN溶液混合后溶液也不会变红．由于固体全部溶解，在这个过程中Fe3O4与酸反应生成的Fe3+可能与Fe反应生成Fe2+，这样溶液也不变红，故结论不合理，应该确认铁溶解后Fe3+还有剩余才能变红，
故答案为：不合理；Fe3O4与酸反应生成的Fe3+与Fe反应生成Fe2+，滴入KSCN溶液后也不变色；
（4）取上述实验所得溶液，滴入适量氯水，溶液变红色，说明溶液中含有Fe2+，而Cl2能把Fe2+氧化成Fe3+，发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3+和SCN-生成配合物，反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3，
故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；Fe3++3SCN-?Fe（SCN）3．

点评 本题通过铝热反应考查性质方案的设计，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及化学实验能力．

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