Question

【題目】某化學研究性學習小組為學習了元素性質后，分別設計了如下實驗：

（1）甲同學想探究“鋁熱反應”中熔融物的成份，他查閱《化學手冊》得到Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數據如下：

物質	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔點/℃	660	2054	1535	1462
沸點/℃	2467	2980	2750	……

①由此甲同學推測，教材中鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。其理由是：_______________。

②設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，該實驗所用試劑是___，反應的離子方程式為_____。

③甲同學為確定熔融物中是否還會有殘留的Fe2O3，將熔融物用酸完全溶解后加入KSCN試劑。請你分析該設計是否正確___（填“正確”或“不正確”），理由是（用離子方程式表示）______________________。

（2） 乙同學設計了如下圖裝置驗證元素性質遞變規律。A、B、C處分別是蘸有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤的紅紙。已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣。乙同學可能觀察到的現象有_______。 從環保角度考慮，該裝置有明顯不足，請提出改進建議_____________________。

（3） 丙同學欲比較N、C、Si的非金屬性強弱，設計了下圖所示的實驗裝置，其設計能否達到實驗目的______（填“能”或“不能”），理由是______________。

Answer 1

【答案】鋁熱反應得到熔融態的鐵，此溫度下鋁也為熔融態，二者融合在一起形成鐵鋁合金 氫氧化鈉溶液 2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2 不正確 2Fe3++Fe=3Fe2+或3Fe3++Al=A13++3Fe2+ 圓底燒瓶內充滿黃綠色氣體，A處由無色變橙黃色，B處變藍，C處褪色 沒有尾氣處理裝置，在C的右端塞入一團沾有濃NaOH溶液的棉花 不能 揮發出的硝酸可能使燒杯內出現渾濁

【解析】

（1）①鋁的熔點低于鐵的熔點、但沸點高于Fe的熔點；

②根據鋁與氫氧化鈉溶液反應放出氫氣設計實驗；

③鐵、Al能把Fe3+還原為Fe2+；

（2）燒瓶中濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣；A處NaBr和氯氣反應生成氯化鈉和溴單質、B 處KI和氯氣反應生成氯化鉀和碘單質、C處濕潤的氯氣具有漂白性；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中；

（3）由圖所示的實驗裝置可知，根據強酸制取弱酸的反應比較非金屬性，最高價氧化物的水化物酸性越強，對應非金屬元素的非金屬性越強；

（1）①鋁熱反應得到熔融態的鐵，此溫度下鋁也可為熔融態，二者融合在一起形成鐵鋁合金，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金；

②鋁與氫氧化鈉溶液反應放出氫氣，把鋁熱反應所得的固體樣品放入熱氫氧化鈉溶液中，若有氣泡生成說明樣品中含有金屬鋁，反應離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2 ；

③熔融物中含有鐵、Al，鐵、Al能把Fe3+還原為Fe2+，將熔融物用酸完全溶解后加入KSCN，若溶液不變紅，不能證明熔融物中一定不含Fe2O3，反應的離子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+或Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+；

（2） 圓底燒瓶內濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣，燒瓶中充滿黃綠色氣體， NaBr和氯氣反應生成氯化鈉和溴單質，A處蘸有NaBr溶液的棉花由無色變橙黃色；KI和氯氣反應生成氯化鉀和碘單質，碘遇淀粉變藍色，所以B處濕潤的淀粉KI試紙變藍；濕潤的氯氣具有漂白性，所以C處濕潤的紅紙褪色；氯氣有毒，不能直接排放到空氣中，不足之處是沒有尾氣處理裝置，改進方法是在C的右端塞入一團沾有濃NaOH溶液的棉花。

（3）較強的酸可以制備較弱的酸，而元素的非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性就越強，所以可利用硝酸和碳酸鈣反應生成CO2，將CO2通入到硅酸鹽溶液中生成硅酸沉淀即可以完成實驗，該裝置存在缺陷是因為硝酸具有揮發性，揮發出的硝酸可能使燒杯內出現渾濁，干擾碳酸與硅酸酸性的比較。