Question

高中化學(xué)教科書對(duì)“鋁熱反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”，“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”．已知：Al、Fe的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：

物 質(zhì)	Al	Fe
熔點(diǎn)（℃）	660	1535
沸點(diǎn)（℃）	2467	2750

（1）某同學(xué)猜測(cè)，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物是鐵鋁合金．你認(rèn)為他的解釋是否合理？

 

（填“合理”或“不合理”）．理由是：

 

（2）已知某混合金屬粉末，除銅外還含有鐵、鋁中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)探究該混合物金屬粉末中鐵、鋁元素的存在．僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、4mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液．完成以下實(shí)驗(yàn)探究過程：
（3）提出假設(shè)：
假設(shè)1：該混合金屬粉末中除銅外還含有

 

元素；
假設(shè)2：該混合金屬粉末中除銅外還含有

 

元素；
假設(shè)3：該混合金屬粉末中除銅外還含有鐵、鋁元素；
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
基于假設(shè)3，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案（不要在答題卡上作答）．
③實(shí)驗(yàn)過程
根據(jù)②的實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．
【提示】Ⅰ．在答題卡上按以下方式作答，注意前后內(nèi)容對(duì)應(yīng)；
Ⅱ．注意文字簡(jiǎn)潔，確保不超過答題卡空間．

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①
②
③
④

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鋁的熔點(diǎn)比鐵低，生成鐵和液態(tài)鋁一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金；
（3）混合金屬粉末中除銅外可能含有鐵、鋁或二者都有，可用氫氧化鈉溶液檢驗(yàn)鋁，與硫酸反應(yīng)后觀察溶液顏色，如含有鐵，反應(yīng)后的溶液呈淺綠色，以此解答該題．

解答： 解：（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以看出，金屬鋁的沸點(diǎn)比鐵低，當(dāng)金屬鐵是液態(tài)時(shí)，金屬鋁也是液態(tài)，所以鋁熱反應(yīng)得到的是金屬鐵和金屬鋁的混合物，
故答案為：合理；該反應(yīng)放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，所以鐵和鋁能形成合金；
（3）混合金屬粉末中除銅外可能含有鐵、鋁或二者都有，
金屬鋁能和氫氧化鈉反應(yīng)放出氫氣而金屬鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，可以用氫氧化鈉溶液證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁，
驗(yàn)證產(chǎn)物中有Fe，最簡(jiǎn)單的方法為：用磁鐵，若能吸引則可驗(yàn)證產(chǎn)物中有Fe，也可往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置．取上層清液于試管B中．固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵．或往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液，溶液先變黃色，加KSCN后顯血紅色，
結(jié)合②可知，一定含鐵．
故答案為：鐵、鋁（順序可以互換）；

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
①	用藥匙取少許樣品，加入試管A中，再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應(yīng)后，靜置，棄去上層清液．剩余固體備用．	樣品部分溶解，并有氣體放出，說明有鋁存在．
②	往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置．取上層清液于試管B中．	固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵．
③	往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液．	溶液先變黃色，加KSCN后顯血紅色， 結(jié)合②可知，一定含鐵．
④

點(diǎn)評(píng)：本題考查鋁熱反應(yīng)原理、金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)，題目難度中等，注意掌握鋁熱反應(yīng)發(fā)生條件，明確鋁的化學(xué)性質(zhì)及合金的物理性質(zhì)，（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．