- 铝热反应
- 共96题
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，关于“铝热反应”的现象有“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．
查阅《化学手册》可知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔、沸点数据如下：
（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？______（填“合理”或“不合理”）．
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的冷却后块状熔融物中含有金属铝．填写下列表格：
（3）实验室欲溶解此熔融物，最好选用下列试剂中的______（填字母）．
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．NaOH溶液．
正确答案
解：（1）根据表中的数据可以看出，金属铝的沸点比铁低，当金属铁是液态时，金属铝也是液态，所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的合金，
故答案为：合理；
（2）金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，操作方法为：取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，现象为：有气体产生，
故答案为：
（3）既能和金属铁反应又能和金属铝反应的物质是稀硫酸，并且获得的产物无污染，浓硫酸在常温下可以和金属铝钝化，稀硝酸可以和金属反应产生有毒的一氧化氮气体，氢氧化钠只和金属铝反应而和金属铁不反应，所以最佳试剂为B稀硫酸，
故答案为：B．
解析
解：（1）根据表中的数据可以看出，金属铝的沸点比铁低，当金属铁是液态时，金属铝也是液态，所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的合金，
故答案为：合理；
（2）金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，操作方法为：取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，现象为：有气体产生，
故答案为：
（3）既能和金属铁反应又能和金属铝反应的物质是稀硫酸，并且获得的产物无污染，浓硫酸在常温下可以和金属铝钝化，稀硝酸可以和金属反应产生有毒的一氧化氮气体，氢氧化钠只和金属铝反应而和金属铁不反应，所以最佳试剂为B稀硫酸，
故答案为：B．
利用如图装置做铝热反应实验．下列说法不正确的是（ ）
A该反应的化学方程式是2Al+Fe2O3
B该反应会产生高温、发出强光
C根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属
D若反应中转移3mol电子，则消耗氧化剂的物质的量是1mol
正确答案
解析
解：A、铝是活泼金属，高温条件下可置换出氧化铁中的铁，故A正确；
B、铝热反应会放出大量的热，产生高温、发出强光，故B正确；
C、高熔点的金属（Fe、Cr、Mn、W等）可采用铝热法冶炼，故C正确；
D、铁元素的化合价从+3价降低到0价，因此1mol氧化铁在反应中得到6mol电子，则若反应中转移3mol电子，则消耗氧化剂的物质的量是0.5mol，故D错误；
故选：D．
某研究性学习小组度铝热反应（以铝和氧化铁反应为例）实验进行研究
请回答下列问题
（1）铝热反应时氧化反应，在反应中金属铝被______（填“氧化”或“还原”）．
（2）甲同学认为，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁，铝两种金属，如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需要的试剂为______，可观察到的实验现象是______．
（3）乙同学认为铝热反应得到的熔融物中可能含有Fe2O3，他设计了如下方案来验证：
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加KSCN溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3．则：
该同学的实验方案是否合理？______（填“合理”或“不合理”）若不合理，原因是______（若合理，则不用填写）．
（4）取23.37g熔融物（主要含有铁和氧化铝，还含有少量氧化铁和铝）投入足量的浓氢氧化钠溶液中，充分反应后，收集到标准状况下的气体336mL，经过滤，洗涤，烘干后得到12.8g固体，向该固体中滴加4.0mol•L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL，在反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无血红色出现．
求：23.37g熔融物中各成分的质量．
正确答案
解：（1）铝热反应中铝作氧化剂，铝失电子化合价升高被氧化，反应中体现出其还原性，
故答案为：氧化；
（2）铝能和强碱反应生成盐和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液，观察到的现象是溶液中有气泡出现，
故答案为：氢氧化钠溶液；溶液中有气泡出现；
（3）由于铁离子检验氧化性，能够与铁、铝发生反应生成亚铁离子，干扰了铁离子的检验，所以该方法不合理，
故答案为：不合理；铁离子容易被铁、铝还原成亚铁离子；
（4）取23.37g熔融物（主要含有铁和氧化铝，还含有少量氧化铁和铝）投入足量的浓氢氧化钠溶液中，充分反应后，收集到标准状况下的气体336mL，该气体为氢气，反应的方程式为：2Al+2H2O+2OH-═2AlO2-+3H2↑，标况下336mL氢气的物质的量为：n（H2）=
经过滤，洗涤，烘干后得到12.8g固体，固体减的质量为：23.37g-12.8g=10.57g，减少的质量为氧化铝和铝的质量之和，所以混合物中氧化铝的质量为：10.57g-0.27g=10.3g；
12.8g固体为Fe和氧化铁的混合物，向该固体中滴加4.0mol•L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL，在反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无血红色出现，说明反应恰好生成硫酸亚铁，设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，则：①56x+160y=12.8g，再根据铁元素守恒及硫酸亚铁的组成可知，铁元素的物质的量大于硫酸根离子的物质的量，即：②x+2y=4.0mol•L×0.055L，
根据①②联立解得：
答：23.37g熔融物中各成分的质量为：0.27g铝、10.3g氧化铝、11.2g铁、1.6g氧化铁．
解析
解：（1）铝热反应中铝作氧化剂，铝失电子化合价升高被氧化，反应中体现出其还原性，
故答案为：氧化；
（2）铝能和强碱反应生成盐和氢气，铁和氢氧化钠溶液不反应，所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液，观察到的现象是溶液中有气泡出现，
故答案为：氢氧化钠溶液；溶液中有气泡出现；
（3）由于铁离子检验氧化性，能够与铁、铝发生反应生成亚铁离子，干扰了铁离子的检验，所以该方法不合理，
故答案为：不合理；铁离子容易被铁、铝还原成亚铁离子；
（4）取23.37g熔融物（主要含有铁和氧化铝，还含有少量氧化铁和铝）投入足量的浓氢氧化钠溶液中，充分反应后，收集到标准状况下的气体336mL，该气体为氢气，反应的方程式为：2Al+2H2O+2OH-═2AlO2-+3H2↑，标况下336mL氢气的物质的量为：n（H2）=
经过滤，洗涤，烘干后得到12.8g固体，固体减的质量为：23.37g-12.8g=10.57g，减少的质量为氧化铝和铝的质量之和，所以混合物中氧化铝的质量为：10.57g-0.27g=10.3g；
12.8g固体为Fe和氧化铁的混合物，向该固体中滴加4.0mol•L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL，在反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无血红色出现，说明反应恰好生成硫酸亚铁，设铁的物质的量为x，氧化铁的物质的量为y，则：①56x+160y=12.8g，再根据铁元素守恒及硫酸亚铁的组成可知，铁元素的物质的量大于硫酸根离子的物质的量，即：②x+2y=4.0mol•L×0.055L，
根据①②联立解得：
答：23.37g熔融物中各成分的质量为：0.27g铝、10.3g氧化铝、11.2g铁、1.6g氧化铁．
取等物质的量的MgO和Fe2O3 的混合物进行铝热反应，反应的化学方程式为______．引发铝热反应的实验操作是______．做铝热反应时，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是______．
正确答案
解：MgO和Fe2O3的混合物进行铝热反应，Mg活泼性大于Al，MgO不发生反应，只有Fe2O3在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al 
故答案为：Fe2O3+2Al 
解析
解：MgO和Fe2O3的混合物进行铝热反应，Mg活泼性大于Al，MgO不发生反应，只有Fe2O3在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al
故答案为：Fe2O3+2Al
铝热反应是铝的一个重要性质．某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实脸改成以下装置，取磁性氧化铁在如图A实验进行铝热反应，冷却后补到“铁块”混合物．
（1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，共原因是______．
（2）该铝热反应的化学方程式为______．
（3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B装置，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气休体积以测量样品中残留铝的百分含量．试回答下列问题：
①量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成，该仪器的名称为______．
②量气管在读数时必须进行的步骤是______．
③取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL气体（换算成标准状况下），则铝的百分含量为______．
④装置中分液漏斗上端和烧瓶用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用．如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会______ （填“偏大”或“偏小”）．
正确答案
解：（1）由于蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热，所有实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条引火剂，
故答案为：蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热；
（2）在高温条件下，铝和四氧化三铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：8Al+3Fe3O4
故答案为：8Al+3Fe3O4
（3）①量气管的量具部分底部是连接橡胶管，结合实验量具可知是碱式滴定管的部分结构，所以该仪器的名称为碱式滴定管，
故答案为：碱式滴定管；
②对量气管读书时，首先等实验装置恢复到室温再进行下一步操作，然后调节量气管使左右液面相平，最后读数时视线与凹液面最低处相平，保证在常温常压下进行，
故答案为：冷却至室温和调节量气管使左右液面相平；
③标准状况下44.8mL氢气的物质的量为：
故答案为：3.6%；
④橡胶管可以平衡压强让液体顺利滴入试管中，还可以起到降低实验误差的作用，如果装置中没有橡胶管，随液体流下试管中压强增大，试管中排出液体增多，测量出的该物质百分含量将会偏大，
故答案为：偏大．
解析
解：（1）由于蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热，所有实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条引火剂，
故答案为：蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热；
（2）在高温条件下，铝和四氧化三铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：8Al+3Fe3O4
故答案为：8Al+3Fe3O4
（3）①量气管的量具部分底部是连接橡胶管，结合实验量具可知是碱式滴定管的部分结构，所以该仪器的名称为碱式滴定管，
故答案为：碱式滴定管；
②对量气管读书时，首先等实验装置恢复到室温再进行下一步操作，然后调节量气管使左右液面相平，最后读数时视线与凹液面最低处相平，保证在常温常压下进行，
故答案为：冷却至室温和调节量气管使左右液面相平；
③标准状况下44.8mL氢气的物质的量为：
故答案为：3.6%；
④橡胶管可以平衡压强让液体顺利滴入试管中，还可以起到降低实验误差的作用，如果装置中没有橡胶管，随液体流下试管中压强增大，试管中排出液体增多，测量出的该物质百分含量将会偏大，
故答案为：偏大．
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