Question

【題目】鋁熱反應是鋁的一個重要性質，該性質用途十分廣泛，不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉高熔點的金屬如釩、鉻、錳等。

（1）某校化學興趣小組同學，取磁性氧化鐵按教材中的實驗裝置(如圖甲)進行鋁熱反應，現象很壯觀。指明使用鎂條和氯酸鉀的目的是 ______________________。

（2）某同學用圖乙裝置進行鋁熱反應。取反應后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未見血紅色。為測定該實驗所得 “鐵塊”中鐵元素含量，設計實驗流程如圖所示。

幾種氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+
開始沉淀時的pH	7.5	2.8	4.2	9.6
沉淀完全時的pH	9.0	4.0	5	11

① 試劑A應選擇________，試劑B應選擇_______。(填序號)

A．稀鹽酸 B．氧化鐵 C．H2O2溶液 D．氨水

② 寫出反應Ⅱ的離子方程式_____________________。

③ 設計簡單實驗證明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4。

操作	預期現象
取少量M固體于試管中，向其中加入________________；觀察。	固體完全溶解，溶液呈黃色。
繼續向上述溶液中滴入_________________，振蕩觀察	______________________

④ 上述實驗應灼燒至M質量不變，則能證明M質量不變的標志是____________。

⑤ 若最終紅色粉未M的質量為12.0 g，則該“鐵塊”的純度是_______。

Answer 1

【答案】引發鋁熱反應CD2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O足量稀硫酸幾滴(少量)高錳酸鉀溶液溶液紫紅色未褪去連續兩次灼燒質量相差不大于0.1g84.0%

【解析】(1)鋁熱反應需要在高溫條件下進行，Mg條燃燒，放出熱量，使氯酸鉀分解產生O2，促使鎂條劇烈燃燒，產生更多的熱量，達到鋁熱反應所需要的高溫。答案為：引發鋁熱反應

(2)）①由提給信息可知，鐵塊中含+2價鐵，根據表格可知，要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀，需將Fe2+轉化為Fe3+，故需要加入H2O2；然后調節4≤pH＜4.2即可將Fe3+沉淀而Al3+、Mg2+不沉淀，調節pH選用的試劑不能用氧化鐵，因為會引起紅色粉未M的質量偏大，故應選用氨水，故答案為：C；D

② Fe2+具有還原性，能被H2O2在酸性下氧化成Fe3+，2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O

③ Fe2O3中Fe為+3價，Fe3O4中Fe既有+3價，又有+2價，取少量M固體于試管中，向其中加入足量稀硫酸，發現固體溶解，溶液呈黃色，說明溶液中含Fe3+；再向溶液中加入KMnO4溶液，觀察現象，發現溶液紫紅色未褪去，說明溶液中無Fe2+，因為Fe2+有還原性，能與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應，而使KMnO4溶液褪色。故答案為：足量稀硫酸、幾滴(少量)高錳酸鉀溶液 、 溶液紫紅色未褪去 ；

④ 若Fe（OH）3已完全分解，則用天平連續兩次稱量M的質量時相差不大于0.1g。故答案為：連續兩次灼燒質量相差不大于0.1g；

⑤紅色粉末為Fe2O3 ，質量為12.0g，物質的量為12/160 =0.075（mol）,根據鐵守恒有鐵塊中鐵的質量為0.075*56*2=8.4（g）,鐵塊純度為 ×100℅=84℅