Question

（1）鋁熱反應原理

 

（寫化學方程式）；試劑A為

 

（寫化學式）；實驗現象：

 

、有黑色固體生成．
（2）對黑色固體物質的組成，小組進行了如下探究；
假設Ⅰ該黑色物質為鐵
假設Ⅱ該黑色物質為鐵與四氧化三鐵的混合物
【設計方案并實驗】

實驗步驟	現象	結論
①取少量黑色固體于試管中加稀鹽酸	固體全部溶解，有氣泡產生	假設Ⅰ成立，假設Ⅱ不成立
②滴入幾滴0.01mo1/L KSCN溶液	深液不變色

【交流評價】
你認為上述結論是否合理？

 

 理由是

 

．
（3）取上述實驗所得溶液，滴入適量氯水，溶液變紅色．此時涉及的離子反應方程式為

 

、

 

；
利用反應體系中存在的平衡，小組再將深夜均分置于兩支試管中并分別編號1、2，進行如下探究：

編號	實驗步驟
1	①滴加飽和FeC13溶液4滴，充分振蕩
	②滴加幾滴NaOH溶液
2	①滴加4滴1mol?L-1 KSCN溶液
	②滴加幾滴NaOH溶液

該實驗中，小組主要探究的問題是

 

；應重點觀察的現象是

 

；預計得出的結論是

 

．

Answer 1

考點：探究鋁熱反應

專題：實驗設計題

分析：（1）鋁熱反應為氧化鐵和鋁的反應，其反應方程式為Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，試劑A為KClO₃或Na₂O₂，加熱產生氧氣，幫助燃燒，促進反應反應進行．此反應非常劇烈，反應過程火星四射，有強光，放出大量熱．
（2）Fe³⁺與KSCN溶液反應變紅，由于固體全部溶解，Fe₃O₄與酸反應生成的Fe³⁺與Fe反應生成Fe²⁺，溶液也可能不變紅．
（3）取上述實驗所得溶液，滴入適量氯水，溶液變紅色，說明溶液中含有Fe²⁺，Cl₂把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，發(fā)生反應2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
（4）在兩個實驗中最后都與NaOH溶液反應，應該是研究的Fe³⁺與OH^-反應，但是Fe³⁺與3SCN^-有一個化學平衡，故研究的是Fe³⁺與OH^-反應時反應物的濃度不同對化學平衡的影響．

解答： 解：（1）通過本題圖可以看出鋁熱反應為氧化鐵和鋁的反應，其反應方程式為Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，試劑A的作用是加熱產生氧氣，幫助燃燒，促進反應反應快速進行，一般選取的是KClO₃或Na₂O₂．此反應非常劇烈，在反應過程中會有火星四射的現象，同時伴有有強光，并放出大量熱，生成黑色的金屬固體鐵．
故答案為：Fe₂O₃+2Al

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；KClO₃或Na₂O₂；火星四射，有強光（或放出大量熱）；
（2）含有Fe³⁺的溶液與KSCN溶液混合后溶液會變紅，如果沒有Fe³⁺離子，加入KSCN溶液混合后溶液也不會變紅．由于固體全部溶解，在這個過程中Fe₃O₄與酸反應生成的Fe³⁺可能與Fe反應生成Fe²⁺，這樣溶液也不變紅．故結論不合理，應該確認鐵溶解后Fe³⁺還有剩余才能變紅．
故答案為：不合理；Fe₃O₄與酸反應生成的Fe³⁺與Fe反應生成Fe²⁺，滴入KSCN溶液后也不變色；
（3）取上述實驗所得溶液，滴入適量氯水，溶液變紅色，說明溶液中含有Fe²⁺，而Cl₂能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，發(fā)生反應2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe³⁺和SCN^-生成配合物，發(fā)生反應Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
在兩個實驗中最后都與NaOH溶液反應，應該是研究的Fe³⁺與OH^-反應，但是Fe³⁺與SCN^-有一個化學平衡，在兩次實驗中不同的是反應物的濃度不同，一份是飽和溶液，一份是1mol/L的溶液，故研究的是Fe³⁺與OH^-反應時反應物的濃度不同對化學平衡的影響．由于Fe³⁺和SCN^-生成的物質顯紅色，故可以觀察顏色的變化來判斷反應的進行程度．根據勒夏特列原理可以預估結論為增大反應物濃度，平衡向正方向移動；減小反應物濃度，平衡向逆方向移動．
故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；濃度對化學平衡移動的影響；溶液顏色的變化；增大反應物濃度平衡向正方向移動，減小反應物濃度平衡向逆方向移動．

點評：本題以鋁熱反應為載體，考查了金屬鋁和鐵的性質以及化學平衡的簡單判斷，掌握反應原理是解答本題的關鍵所在，難度不大．