Question

16．實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）
實驗裝置如圖：
圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細沙中．
實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應(yīng)所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，該反應(yīng)常用于焊接鋼軌．請寫出該反應(yīng)的化學方程式2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．該反應(yīng)中單質(zhì)鋁與一氧化碳有相似的還原（填“氧化”或“還原”）性．
實驗后同學們對金屬與金屬氧化物間的反應(yīng)產(chǎn)生興趣，激發(fā)了探究熱情．
【提出問題】任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應(yīng)嗎？
同學們在請教老師后設(shè)計了如下實驗方案并進行了探究．
【實驗方案】

實驗組別	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗1	取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱． 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸．	黑色粉末變成紅色 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色．	Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)．
實驗2	取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱． 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸．	發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色． 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色．	Mg和CuO能反應(yīng)
實驗3	取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱．	粉末無變化	Cu、Fe2O3不能反應(yīng)．

【實驗總結(jié)】金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應(yīng)，有些不能反應(yīng)．
【反思拓展】金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)的規(guī)律和金屬與鹽溶液的反應(yīng)相似．

Answer 1

分析 實驗裝置如圖：根據(jù)鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，寫出化學反應(yīng)式；單質(zhì)鋁與一氧化碳有相似性，具有還原性；
【實驗方案】：實驗1：根據(jù)結(jié)論推測Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)；填寫實驗現(xiàn)象；
實驗2：根據(jù)現(xiàn)象推測寫出結(jié)論．
【反思拓展】金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)的規(guī)律和金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)相似

解答 解：實驗裝置如圖：鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，我們可以據(jù)此寫出化學反應(yīng)式：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，一氧化碳具有還原性，是在化學反應(yīng)中得到氧的物質(zhì)，在該反應(yīng)中鋁也是得到氧的物質(zhì)，所以鋁具有還原性．
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃、還原；
【實驗方案】：
實驗1：根據(jù)結(jié)論：Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)，說明置換出銅單質(zhì)．故實驗現(xiàn)象是：黑色粉末變成紅色．
實驗2：根據(jù)現(xiàn)象：發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色，說明氧化銅變成了銅單質(zhì)，鎂與氧化銅發(fā)生了置換反應(yīng)．固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色．
【反思拓展】：金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應(yīng)的規(guī)律是：活動性較強的金屬可以將其后面的金屬從它們的氧化物中置換出來，與金屬與鹽（或金屬化合物）溶液的反應(yīng)相似．
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；  還原性
【實驗方案】

實驗組別	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗1		紅
實驗2		無	Mg和CuO能反應(yīng)
實驗3

【反思拓展】鹽溶液．

點評 本題以實驗探究的形式考查如何得到純凈的一氧化碳，以及實驗設(shè)計等問題，要同學們具有綜合的化學知識，再可做好此題．此題難度較大．