Question

如圖1是某同學在實驗室中進行鋁熱反應（鋁過量）的實驗裝置，實驗中他觀察到的現象之一為“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”．

（1）寫出該反應的化學方程式：

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe

．
（2）為檢驗鋁熱反應后的固體成分，請填寫下表：

檢驗成分	操作步驟	實驗現象與結論
鋁	取少量固體樣品加入NaOH溶液中	若有（無）氣泡產生，說明該樣品中含有（不含）鋁
氧化鐵	取少量樣品加入稀硫酸中，滴加KSCN溶液	若溶液變紅色，說明原樣品中含有Fe2O3，反之，則不含Fe2O3

（3）探究鋁熱反應后固體的性質：
將反應后容器中的固體殘余物置于燒杯中，加入一定量的稀硝酸，固體完全溶解，反應過程中無氣體放出（活潑金屬可把稀HNO₃還原為NH₄NO₃）．在反應后的溶液中緩慢滴加4mol?L^-1的NaOH溶液，產生沉淀的物質的量（mol）與加入NaOH溶液的體積（mL）的關系如圖2所示：
①寫出DE段發生反應的離子方程式：

NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O

．
②B與A的差值為

0.008

．

Answer 1

分析：（1）鋁粉和氧化鐵在高溫下反應生成氧化鋁和鐵；
（2）根據鋁和與氫氧化鈉反應以及氧化鐵與酸反應生成鐵離子，利用KSCN檢驗；
（3）O→C 之間沒有沉淀生成，說明硝酸過量，O→C 之間發生的反應酸堿中和反應，離子方程式為H⁺+OH^-═H₂O，
D與E一段沉淀的質量沒有發生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應，反應的離子方程式為，NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
E與F之間沉淀的量減少，肯定是因為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，反應的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，以此解答．

解答：解：（1）鋁粉和氧化鐵在高溫下反應生成氧化鋁和鐵，反應的離子方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（2）鋁和與氫氧化鈉反應，可取少量固體樣品加入NaOH溶液中，若有氣泡產生，說明該樣品中含有鋁，否則沒有鋁；
檢驗氧化鐵，可取少量樣品加入稀硫酸中，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，說明原樣品中含有Fe₂O₃，反之，則不含Fe₂O₃，
故答案為：

檢驗成分	操作步驟	實驗現象與結論
鋁	取少量固體樣品加入NaOH溶液中	若有（無）氣泡產生，說明該樣品中含有（不含）鋁
氧化鐵	取少量樣品加入稀硫酸中，滴加KSCN溶液	若溶液變紅色，說明原樣品中含有Fe2O3，反之，則不含Fe2O3

（3）①OC發生H⁺+OH^-═H₂O；CD反應生成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，D與E一段沉淀的質量沒有發生變化，為NH₄NO₃和NaOH反應，離子方程式為，NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃?H₂O；
②E與F之間沉淀的量減少，為Al（OH）₃溶解在氫氧化鈉溶液中，
其反應方程式為Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
EF段的n（NaOH）=4mol/L×2×10^-3L=0.008mol，
Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
1 mol      1mol
0.008 mol  0.008mol
Al（OH）₃的量是0.008mol，所以Al³⁺也是0.008mol．
所以B與A差值為0.008mol，
故答案為：0.008．

點評：本題綜合考查鋁的性質，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意把握鋁的化合物的性質，結合反應的圖象進行計算，解題時注意兩點：1．有兩種金屬，鋁和鐵，其中氫氧化鋁具有兩性，2．HNO₃的還原產物有N₂O，NO，NO₂，NH₄⁺等，其中，銨根可以保留在溶液中，且可以與氫氧化鈉反應．