题目内容

15．铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物．某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验．
（1）取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是铺KClO3，插镁条并将其点燃，
现象很壮观，取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色．出现这种结果的原因，除了可能混有没反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中，表面被空气氧化为Fe3O4．
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝．该实验所用试剂是NaOH，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（3）请写出此铝热反应的化学方程式：8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe．每摩铝参与反应，转移的电子数为3NA．
（4）生成除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以AC．
A．CuO        B．Na2O2       C．MnO2        D．MgO．

分析 （1）点燃镁条引发反应；滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色，可知含铁离子，则可能Fe被氧化生成四氧化三铁；
（2）Al与NaOH溶液反应，而Fe不能；
（3）Al与四氧化三铁反应生成氧化铝、Fe，Al元素的化合价由0升高为+3价；
（4）铝热反应可冶炼熔点高的金属．

解答 解：（1）取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是铺KClO3，插镁条并将其点燃；取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色．出现这种结果的原因，除了可能混有没反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中，表面被空气氧化为Fe3O4，
故答案为：铺KClO3，插镁条并将其点燃；生成的红热的铁在掉落到蒸发皿过程中，表面被空气氧化为Fe3O4；
（2）证明上述所得的“铁块”中含有金属铝．该实验所用试剂是NaOH，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：NaOH；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）此铝热反应的化学方程式为8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe，Al元素的化合价由0升高为+3价，则每摩铝参与反应，转移的电子数为3NA，
故答案为：8Al+3Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al2O3+9Fe；3NA；      
（4）铝热反应可冶炼熔点高的金属，如Mn、Cu等，故答案为：AC．

点评 本题考查铝热反应实验，为高频考点，把握反应原理、实验装置的作用、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意金属冶炼方法，题目难度中等．

练习册系列答案
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同温同压下，下列气体密度最小的是

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用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ）

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3．某学习小组利用如图实验装置制备Cu（NH3）xSO4•H2O．并测量x值．
【Cu（NH3）xSO4•H2O制备】见图1
（l）A中发生的化学反应方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl 2NH3↑+CaCl2+2H2O．
（2）C中CCl4的作用是防止倒吸．
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【x值的测量】见图2
步骤一：检查装置气密性，称取0.4690g晶体[M=（178+17x）g/mol]于锥形瓶a中
步骤二：通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液至无气体产生为止
步骤三：用0.5000mol/L的NaOH标准溶液液滴定b中剩余HCI，消耗标准溶液液16.00mL
（4）步骤二的反应可理解为Cu（NH3）xSO4与NaOH在溶液中反应，其离子方程式为：Cu（NH3）x2++2OH-=Cu（OH）2↓+xNH3↑．
【x值的计算与论证】
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该学习小组针对上述实验步骤，提出测量值（x）比理论值偏小的原因如下：
假设1：步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损；
假设2：步骤二中加入的NaOH溶液不足、没有加热、生成的氨气未完全逸出、NaOH溶液浓度过低等（任写两点）；
假设3：步骤三中测定结束读数时，体积读数偏小．该假设不成立（填“成立”或“不成立”）．
（6）针对假设l，你对实验的处理意见是更换砝码完好的托盘天平后，重新进行步骤一到步骤三的全部实验．
10．X、Y、Z、W、J是元素周期表前四周期中的五种常见元素．其相关信息如下表：
元素相关信息
XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
YM层上有2对成对电子
ZZ和Y同周期，Z的电负性大于Y
WW的一种核素的质量数为63，中子数为34
JJ的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐
（1）元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是146C；
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（4）W的基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，W的基态原子核外价电子排布图是；
（5）元素Y与元素Z相比，非金属性较强的是Cl（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是cdf；
a．常温下，Y的单质与Z的单质状态不同
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c．Z的电负性大于Y
d．Z的氢化物比Y的氢化物稳定
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f．Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
（6）Y、Z两元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为HClO4＞H2SO4（用化学式表示）；比较下列物质的酸性强弱HZO＜HZO3＜HZO4．
20．海水中含有丰富的镁资源．某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

海水中的离子浓度（mol/L）Na+Mg2+Ca2+Cl-HCO3
0.4390.0500.0110.5600.001
注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol/L，可认为该离子不存在；
实验过程中，假设溶液体积不变．
已知：Ksp（CaCO3）=4.96×10-9；Ksp（MgCO3）=6.82×10-6；
Ksp[Ca（OH）2]=4.68×10-6；Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12．
下列说法正确的是（　　）
A．沉淀物X为CaCO3，MgCO3
B．滤液M中存在Mg2+，不存在Ca2+
C．滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D．步骤②中若改为加入8 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca（OH）2和Mg（OH）2的混合物
7．表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验序号金属
质量/g		金属状态C（H2SO4）
/mol•L-1		V（H2SO4）
/mL		溶液温度/℃金属消失的时间/s
反应前反应后
10.10丝0.5502034500
20.10粉末0.550203550
30.10丝0.7502036数据模糊A
40.10丝0.8502035200
50.10粉末0.8502035数据模糊B
60.10丝1.0502035数据模糊C
70.10丝1.050数据模糊D5050
80.10丝1.1502034100
90.10丝1.15030未测数据40
分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，固体反应物的表面积对反应速率有影响，接触面积越大反应速率越快，能表明同一规律的实验还有1和2（填实验序号）；
（2）本实验中影响反应速率的其他因素还有温度和硫酸的浓度．
（3）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值相近约为15℃，推测未测数据可能为45℃，分析△t相近的原因金属的质量和硫酸的用量均相等，且与硫酸反应完全，能量的变化相同．
（4）经仔细辨认，数据模糊为25、35、125、250，则数据模糊A、B、C分别为250、25、125．
4．利用实验器材（规格和数量不限）能完成相应实验的一项是（　　）
选项实验器材（省略夹持装置）相应实验
A烧杯、玻璃棒、蒸发皿CuSO4溶液的浓缩结晶
B烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸用盐酸除去BaSO4中少量BaCO3
C烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶用固体NaCl配制0.5mol•L-1的溶液
D烧杯、分液漏斗用CCl4分离碘水中的碘
A．AB．BC．CD．D
5．室温下向10mLpH=3的醋酸溶液中加入水稀释后．下列说法正确的是（　　）
A．溶液中导电粒子的数目减少
B．溶液中醋酸根浓度与醋酸分了浓度比值变大
C．醋酸的电离程度增大，c（H+）亦增大
D．溶液的导电能力增强

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