【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】12鋁熱反應(yīng)專題12鋁熱反應(yīng)【教材實(shí)驗(yàn)梳理】1.定義鋁熱劑在高溫條件下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)，稱為鋁熱反應(yīng)。2.反應(yīng)原理：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3注意：①鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物的混合物，金屬氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)放出大量的熱，使生成的金屬呈液態(tài)。③要使用沒有氧化的鋁粉，氧化鐵粉末要烘干。④KClO3作為引燃劑，也可以用Na2O2代替。實(shí)驗(yàn)時可以不用鎂條點(diǎn)燃，而用在氯酸鉀和白糖的混合物上滴加濃硫酸的方法來點(diǎn)燃。3.實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室按如圖所示裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)紵戤厱r，紙漏斗內(nèi)混合物立即劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒，產(chǎn)生大量的煙。紙漏斗被燒破，有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(落下的是鐵珠)。4.應(yīng)用(1)冶煉某些難熔金屬，如：V、Cr、等。(2)焊接鋼軌等大截面鋼材部件。(3)軍事上可以制作鋁熱彈等強(qiáng)殺傷性武器?！纠}講解】1．粉末狀試樣A是由和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取全部溶于鹽酸中，固體全部溶解，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出（標(biāo)況）氣體。同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用溶液檢查時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是____________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是___________________。(2)②中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________、____________。(3)③中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________、____________。(4)若溶液D的體積仍視為，則該溶液中為____________，為____________?！眷柟叹毩?xí)】2．有關(guān)金屬冶煉或其原理的說法正確的是（）A．給定條件下，Mg(OH)2MgCl2(aq）Mg，物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能一步實(shí)現(xiàn)B．工業(yè)上，常用電解熔融AlCl3的方法治煉金屬鋁C．火法煉銅：Cu2S＋O2=2Cu＋SO2，其中Cu2S既作氧化劑又作還原劑D．鋁熱法煉鐵：2Al＋Fe2O3=2Fe＋Al2O3，反應(yīng)物剛好完全反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加3．現(xiàn)有由氧化鐵和鋁組成的鋁熱劑，某實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（1）取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成氣體的體積為bL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；（2）另取ag樣品，高溫條件下二者恰好完全反應(yīng)：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成氣體的體積為cL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。則c：b等于A．1：1 B．1：2 C．2：3 D．3：44．下列金屬①鐵、②鎂、③錳、④礬、⑤鉻,可用鋁熱法制備的有。A．①②④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤5．鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法中，不正確的是（

）A．工業(yè)上可以利用鋁熱反應(yīng)的方法治煉金屬鎂B．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬C．鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的還原性D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出6．將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑，在高溫下恰好完全反應(yīng)，所得固體中含金屬單質(zhì)的質(zhì)量為18g，則該氧化物粉末可能是A．和 B．和C．和 D．和FeO7．對氧化鐵與鋁粉發(fā)生的“鋁熱反應(yīng)”(裝置如圖)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”。查閱資料得知：Al、A12O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表，下列敘述正確的是物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351462A．鋁熱劑特指鋁和氧化鐵的混合物B．鎂條和KClO3是鋁熱反應(yīng)的催化劑C．該反應(yīng)所得熔融物熔點(diǎn)低于660℃D．將少量該反應(yīng)所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明熔融物中無Fe2O38．把鋁粉和四氧化三鐵粉末配成鋁熱劑并分成兩等份，前一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，將生成物與足量的鹽酸充分反應(yīng)；后一份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比是A．1:1 B．3:4 C．9:8 D．4:39．某鋁熱劑由Fe3O4和Al組成。取a

g該鋁熱劑樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成氣體的體積為V1L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)。(1)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。(2)另取ag該樣品將其引燃，恰好完全反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成的氣體的體積為V2L。則V1∶V2為多少？_____(無計(jì)算過程不給分)10．鋁在材料、冶煉金屬等方面用途非常廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)真空碳熱還原Al2O3制鋁是目前正在開發(fā)的一種方法。①該法制鋁時會產(chǎn)生一種可燃性氣體，發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。②反應(yīng)機(jī)理表明，碳化鋁是冶煉過程中的一種中間產(chǎn)物，碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和一種含氫量最高的烴，碳化鋁的化學(xué)式為__________。(2)用如圖所示的裝置進(jìn)行鋁粉和Fe2O3的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵靠近蒸發(fā)皿沙中的熔化物，能被磁鐵吸引，________(填“能”或“不能”)確認(rèn)其為純鐵，說明理由：_________。(3)某溶液中只含有H+、Na+、、Ba2+、Al3+、Ag+、Cl-、、OH-、、、中某幾種，該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同。取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色，再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無色氣體產(chǎn)生，該無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色。①溶液中一定存在的陽離子為_______(填離子符號，下同)，一定存在的陰離子為_______。②加入鋁片時反應(yīng)的離子方程式為_________。11．某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究?，F(xiàn)行高中化學(xué)教材中對“鋁熱反應(yīng)”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”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351462沸點(diǎn)/℃246729802750－(1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？答：_____________（填“合理”或“不合理”）(2)設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是_________，反應(yīng)的離子方程式為______________________________。(3)實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物，下列試劑中最適宜的試劑是A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液12．軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。(1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4，再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳，該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。(2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示：下表為t℃時，有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注：pKsp

=－lgKsp)物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Ca(OH)2Mn(OH)2CuSCaSMnSMnCO3pKsp37.419.325.2612.735.25.8612.610.7軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為：12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4

=12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O①該反應(yīng)中，還原劑為_______。寫出一種能提高還原浸出速率的措施：_____________________。②濾液1的pH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)MnSO4浸出液的pH。③加入MnF2的主要目的是除去

_____________________________(填Ca2+、Fe3+或Cu2+)。(3)由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入過量NH4HCO3溶液，該反應(yīng)的離子方程式為_____________；若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，還會產(chǎn)生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，t℃時，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝

______(填數(shù)值)。13．由鋁和某些金屬氧化物組成的混合物在化學(xué)上稱為鋁熱劑，該混合物在高溫條件下能發(fā)生置換反應(yīng)。為確定某鋁熱劑樣品(鋁和氧化鐵)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：(1)若取10.7g該樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為aL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是______，樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______(用含a的表達(dá)式表示)。(2)若取同質(zhì)量的樣品，在高溫下使其恰好反應(yīng)，則a=____L；該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。(3)綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟(jì)性”，即原子的理論利用率為100%。下列轉(zhuǎn)化符號綠色化學(xué)要求的是____(填序號)。a.乙醇制取乙醛

b.甲烷制備CH3Clc.2CH3CHO+O22CH3COOH【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】12鋁熱反應(yīng)專題12鋁熱反應(yīng)【教材實(shí)驗(yàn)梳理】1.定義鋁熱劑在高溫條件下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng)，稱為鋁熱反應(yīng)。2.反應(yīng)原理：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3注意：①鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物的混合物，金屬氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)放出大量的熱，使生成的金屬呈液態(tài)。③要使用沒有氧化的鋁粉，氧化鐵粉末要烘干。④KClO3作為引燃劑，也可以用Na2O2代替。實(shí)驗(yàn)時可以不用鎂條點(diǎn)燃，而用在氯酸鉀和白糖的混合物上滴加濃硫酸的方法來點(diǎn)燃。3.實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)室按如圖所示裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)紵戤厱r，紙漏斗內(nèi)混合物立即劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒，產(chǎn)生大量的煙。紙漏斗被燒破，有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(落下的是鐵珠)。4.應(yīng)用(1)冶煉某些難熔金屬，如：V、Cr、等。(2)焊接鋼軌等大截面鋼材部件。(3)軍事上可以制作鋁熱彈等強(qiáng)殺傷性武器?！纠}講解】1．粉末狀試樣A是由和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取全部溶于鹽酸中，固體全部溶解，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出（標(biāo)況）氣體。同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用溶液檢查時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是____________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是___________________。(2)②中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________、____________。(3)③中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________、____________。(4)若溶液D的體積仍視為，則該溶液中為____________，為____________?！眷柟叹毩?xí)】2．有關(guān)金屬冶煉或其原理的說法正確的是（）A．給定條件下，Mg(OH)2MgCl2(aq）Mg，物質(zhì)間轉(zhuǎn)化能一步實(shí)現(xiàn)B．工業(yè)上，常用電解熔融AlCl3的方法治煉金屬鋁C．火法煉銅：Cu2S＋O2=2Cu＋SO2，其中Cu2S既作氧化劑又作還原劑D．鋁熱法煉鐵：2Al＋Fe2O3=2Fe＋Al2O3，反應(yīng)物剛好完全反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加3．現(xiàn)有由氧化鐵和鋁組成的鋁熱劑，某實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（1）取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成氣體的體積為bL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；（2）另取ag樣品，高溫條件下二者恰好完全反應(yīng)：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成氣體的體積為cL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。則c：b等于A．1：1 B．1：2 C．2：3 D．3：44．下列金屬①鐵、②鎂、③錳、④礬、⑤鉻,可用鋁熱法制備的有。A．①②④ B．①②③⑤C．①③④⑤ D．①②③④⑤5．鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列有關(guān)鋁熱反應(yīng)的說法中，不正確的是（

）A．工業(yè)上可以利用鋁熱反應(yīng)的方法治煉金屬鎂B．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉某些高熔點(diǎn)金屬C．鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的還原性D．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出6．將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑，在高溫下恰好完全反應(yīng)，所得固體中含金屬單質(zhì)的質(zhì)量為18g，則該氧化物粉末可能是A．和 B．和C．和 D．和FeO7．對氧化鐵與鋁粉發(fā)生的“鋁熱反應(yīng)”(裝置如圖)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”。查閱資料得知：Al、A12O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如表，下列敘述正確的是物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351462A．鋁熱劑特指鋁和氧化鐵的混合物B．鎂條和KClO3是鋁熱反應(yīng)的催化劑C．該反應(yīng)所得熔融物熔點(diǎn)低于660℃D．將少量該反應(yīng)所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明熔融物中無Fe2O38．把鋁粉和四氧化三鐵粉末配成鋁熱劑并分成兩等份，前一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，將生成物與足量的鹽酸充分反應(yīng)；后一份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比是A．1:1 B．3:4 C．9:8 D．4:39．某鋁熱劑由Fe3O4和Al組成。取a

g該鋁熱劑樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成氣體的體積為V1L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)。(1)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。(2)另取ag該樣品將其引燃，恰好完全反應(yīng)，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成的氣體的體積為V2L。則V1∶V2為多少？_____(無計(jì)算過程不給分)10．鋁在材料、冶煉金屬等方面用途非常廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)真空碳熱還原Al2O3制鋁是目前正在開發(fā)的一種方法。①該法制鋁時會產(chǎn)生一種可燃性氣體，發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。②反應(yīng)機(jī)理表明，碳化鋁是冶煉過程中的一種中間產(chǎn)物，碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和一種含氫量最高的烴，碳化鋁的化學(xué)式為__________。(2)用如圖所示的裝置進(jìn)行鋁粉和Fe2O3的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵靠近蒸發(fā)皿沙中的熔化物，能被磁鐵吸引，________(填“能”或“不能”)確認(rèn)其為純鐵，說明理由：_________。(3)某溶液中只含有H+、Na+、、Ba2+、Al3+、Ag+、Cl-、、OH-、、、中某幾種，該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同。取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色，再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無色氣體產(chǎn)生，該無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色。①溶液中一定存在的陽離子為_______(填離子符號，下同)，一定存在的陰離子為_______。②加入鋁片時反應(yīng)的離子方程式為_________。11．某研究性學(xué)習(xí)小組對鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究。現(xiàn)行高中化學(xué)教材中對“鋁熱反應(yīng)”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”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點(diǎn)/℃660205415351462沸點(diǎn)/℃246729802750－(1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？答：_____________（填“合理”或“不合理”）(2)設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是_________，反應(yīng)的離子方程式為______________________________。(3)實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物，下列試劑中最適宜的試劑是A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液12．軟錳礦(主要成分為MnO2)可用于制備錳及其化合物。(1)早期冶煉金屬錳的一種方法是先煅燒軟錳礦生成Mn3O4，再利用鋁熱反應(yīng)原理制得錳，該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。(2)現(xiàn)代冶煉金屬錳的一種工藝流程如下圖所示：下表為t℃時，有關(guān)物質(zhì)的pKsp(注：pKsp

=－lgKsp)物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Ca(OH)2Mn(OH)2CuSCaSMnSMnCO3pKsp37.419.325.2612.735.25.8612.610.7軟錳礦還原浸出的反應(yīng)為：12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4

=12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O①該反應(yīng)中，還原劑為_______。寫出一種能提高還原浸出速率的措施：_____________________。②濾液1的pH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)MnSO4浸出液的pH。③加入MnF2的主要目的是除去

_____________________________(填Ca2+、Fe3+或Cu2+)。(3)由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入過量NH4HCO3溶液，該反應(yīng)的離子方程式為_____________；若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，還會產(chǎn)生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，t℃時，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝

______(填數(shù)值)。13．由鋁和某些金屬氧化物組成的混合物在化學(xué)上稱為鋁熱劑，該混合物在高溫條件下能發(fā)生置換反應(yīng)。為確定某鋁熱劑樣品(鋁和氧化鐵)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：(1)若取10.7g該樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為aL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是______，樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_______(用含a的表達(dá)式表示)。(2)若取同質(zhì)量的樣品，在高溫下使其恰好反應(yīng)，則a=____L；該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。(3)綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟(jì)性”，即原子的理論利用率為100%。下列轉(zhuǎn)化符號綠色化學(xué)要求的是____(填序號)。a.乙醇制取乙醛

b.甲烷制備CH3Clc.2CH3CHO+O22CH3COOH參考答案：1．

加入氯酸鉀插上鎂條點(diǎn)燃鎂條引起

Fe

MgO+2HCl=MgCl2+H2O

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

Fe+2H+=Fe2++H2↑

Fe+2Fe3+=3Fe2+

0.67mol/L

2.33mol/L【分析】①鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe2O3反應(yīng)，置換出鐵，即B為Fe；②MgO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，F(xiàn)e2O3與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；③單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，該氣體為氫氣，說明②中鹽酸過量，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反應(yīng)同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B，說明Fe有剩余，結(jié)合④用KSCN溶液檢驗(yàn)時，溶液D不變色，說明D溶液不含鐵離子，則D中溶質(zhì)為MgCl2、FeCl2，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；產(chǎn)物中的單質(zhì)B是Fe，故答案為：加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；Fe；(2)氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與水，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵與水，②中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故答案為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；(3)Fe與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+=Fe2++H2↑，鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案為：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；(4)令MgO和Fe2O3的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則40x+160y=20，溶液C為MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，加入鐵粉后生成的氫氣為=0.05mol，根據(jù)氯元素守恒，2x+3×2y+0.05×2=0.15×6，解得：x=0.1，y=0.1；n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol，所以c(Mg2+)==0.67mol/L；溶液D為MgCl2、FeCl2的混合溶液，根據(jù)電荷守恒溶液中2c(Mg2+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)，所以2×0.67mol/L+2c(Fe2+)=6mol/L，解得c(Fe2+)=2.33mol/L，故答案為：0.67mol/L；2.33mol/L。2．C【詳解】A．應(yīng)是電解熔融狀態(tài)下的MgCl2而不是溶液，A錯誤；B．AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，不能通過電解AlCl3得到Al，B錯誤；C．Cu2S中Cu＋1→0價(jià)，S由－2→＋4，化合價(jià)升高也有降低，因此既作氧化劑又作還原劑，C正確；D．根據(jù)質(zhì)量守恒，固體質(zhì)量沒有變化，D錯誤；故選C。3．C【詳解】該鋁熱劑中只有鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)后的生成物中只有鐵能與鹽酸反應(yīng)得到氫氣，再結(jié)合題給其他信息可得到如下關(guān)系式：2Al~Fe2O3~2Fe，2Al~3H2，2Fe~2H2，則b：c=3：2，答案為C。4．C【詳解】可用鋁熱法制備的金屬通常具有較高的熔點(diǎn)，且不能比鋁活潑。答案選C。5．A【詳解】A.鋁的金屬活潑性弱于鎂，則不可用鋁熱反應(yīng)制取鎂，工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂，故A錯誤；B.鋁的還原性強(qiáng)，且鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，可以通過鋁熱反應(yīng)冶煉某些高熔點(diǎn)金屬，故B正確；C.金屬鋁和金屬氧化物之間反應(yīng)可以用于高熔點(diǎn)金屬的冶煉，鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了金屬鋁的還原性，故C正確；D.鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為反應(yīng)劇烈，火星四濺，漏斗下方有紅熱熔融物流出，故D正確。故選A。6．C【解析】9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑，發(fā)生鋁熱反應(yīng)，9g鋁粉可以提供1mol電子，氧化物中的金屬元素每得到1mol電子對應(yīng)的單一單質(zhì)的質(zhì)量就是18g，鋁粉完全置換出金屬單質(zhì)，如果氧化物是混合物，得到的對應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量應(yīng)該一個大于18g，一個小于18g；據(jù)此解答。【詳解】A．Cr2O3中+3價(jià)的Cr得到1mol電子對應(yīng)的質(zhì)量為17.3g，V2O5中+5價(jià)V得到1mol電子對應(yīng)的質(zhì)量為10.2g，得到的二種對應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均小于18g，故A不符合題意；B．MnO2中+4價(jià)Mn得到1mol電子，對應(yīng)的錳的質(zhì)量為13.75g，Cr2O3中+3價(jià)的Cr得到1mol電子對應(yīng)的質(zhì)量為17.3g，得到的二種對應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均小于18g，故B不符合題意；C．Fe2O3中+3價(jià)的Fe，得到1mol電子對應(yīng)的鐵單質(zhì)的質(zhì)量為18.7g，V2O5中+5價(jià)V得到1mol電子對應(yīng)的質(zhì)量為10.2g，得到的二種對應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量一個大于18g，一個小于18g，故C符合題意；D．Fe3O4中的鐵1個為+2，2個為+3價(jià)，得到8mol電子時，可得到3molFe，當(dāng)中Fe得到1mol電子時，對應(yīng)生成的鐵單質(zhì)的質(zhì)量為21g，F(xiàn)eO中+2價(jià)Fe得到1mol電子對應(yīng)的質(zhì)量為28g，得到的對應(yīng)金屬單質(zhì)質(zhì)量均大于18g，故D不符合題意；答案為C。7．C【詳解】A．鋁熱劑不僅包括鋁和氧化鐵的混合物，也包括鋁與其他一些金屬的氧化物的混合物，但不是所有金屬的氧化物與鋁的混合物，A說法不正確；B．鎂條和KClO3是鋁熱反應(yīng)的引發(fā)劑，鎂條燃燒時產(chǎn)生高溫，氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣，使燃燒更劇烈、產(chǎn)生的溫度更高，B說法不正確；C．該反應(yīng)放出大量的熱量，生成物以熔融態(tài)落入沙中，該熔融物可能是鋁鐵合金，合金的熔點(diǎn)通常低于其成分金屬，故所得熔融物熔點(diǎn)低于鋁的熔點(diǎn)660℃，C說法正確；D．將少量該反應(yīng)所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，不能說明熔融物中無Fe2O3，因?yàn)榧词褂蠪e2O3，其溶于硫酸后也可以被鐵還原為亞鐵離子，故滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，D說法不正確。綜上所述，相關(guān)敘述正確的是C。8．B【詳解】把Fe3O4和鋁粉配成鋁熱劑，分成兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)生成鐵與氧化鋁，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(Fe)=3n(Al)，然后將生成物與足量的稀鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(H2)=n(Fe)，所以n(H2)=n(Al)；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n′(H2)=3n(Al)，所以n′(H2)=n(Al)；故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為n(H2):n′(H2)=n(Al)：n(Al)=3：4，故選B。9．

2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑

4:3【詳解】(1)鋁熱劑由Fe3O4和Al組成,加入足量的NaOH溶液，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑；(2)故：

=，解得V1=L故：8Al~9Fe~9H2故：

=，解得V2=L則：V1:V2=L:L=4:3。10．

Al2O3+3C2Al+3CO

Al4C3

放熱

不能

四氧化三鐵也能被磁鐵吸引

H+、Al3+

、Cl-、

Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O【分析】(1)①由元素守恒可知該法制鋁時會產(chǎn)生一種可燃性氣體為CO，然后進(jìn)行配平即可寫出反應(yīng)方程式；②根據(jù)含氫量最高的烴為CH4，即碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和CH4，結(jié)合元素守恒即可寫出該化學(xué)式；(2)①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；②反應(yīng)雖然生成了鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)能被磁鐵吸引，但是四氧化三鐵也是黑色的能被磁鐵吸引的物質(zhì)；(3)根據(jù)取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色說明溶液中含有H+，故沒有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清，說明含有Al3+，沒有Ag+；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無色氣體產(chǎn)生，該無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，說明含有，故初步確定含有的離子為：H+、Al3+、，又該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中陽離子所帶的正電荷為4，而陰離子所帶的負(fù)電荷為1，說明溶液中還含有Cl-和，故無Na+、、Ba2+，故一定存在的離子為：H+、Al3+、、Cl-、，據(jù)此解題?！驹斀狻?1)真空碳熱還原Al2O3制鋁是目前正在開發(fā)的一種方法。①由元素守恒可知，該法制鋁時會產(chǎn)生的一種可燃性氣體為CO，故發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+3C2Al+3CO，故答案為：Al2O3+3C2Al+3CO；②碳化鋁與水反應(yīng)生成Al(OH)3和一種含氫量最高的烴即CH4，故一個Al結(jié)合3個OH-，一個碳結(jié)合4個H，根據(jù)最小公倍數(shù)可知碳化鋁的化學(xué)式為Al4C3，故答案為：Al4C3；(2)①紙質(zhì)漏斗中發(fā)生的反應(yīng)是鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)中放出大量的熱，故為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；②反應(yīng)雖然生成了鐵單質(zhì)，鐵單質(zhì)能被磁鐵吸引，但是四氧化三鐵也是黑色的能被磁鐵吸引的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用磁鐵靠近蒸發(fā)皿沙中的熔化物，能被磁鐵吸引，故不能確認(rèn)其為純鐵，說明理由：四氧化三鐵也能被磁鐵吸引，故答案為：不能；四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；(3)根據(jù)取少量溶液于試管中，滴入甲基橙，溶液呈紅色說明溶液中含有H+，故沒有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先變渾濁，后變澄清，說明含有Al3+，沒有Ag+；另取少量溶液于試管中，加入鋁片，有無色氣體產(chǎn)生，該無色氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，說明含有，故初步確定含有的離子為：H+、Al3+、，又該溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度均相同，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中陽離子所帶的正電荷為4，而陰離子所帶的負(fù)電荷為1，說明溶液中還含有Cl-和，故無Na+、、Ba2+，故一定存在的離子為：H+、Al3+、、Cl-、，據(jù)此解題。①由分析可知：溶液中一定存在的陽離子為H+、Al3+，一定存在的陰離子為、Cl-、，故答案為：H+、Al3+；、Cl-、；②由分析可知：溶液中含有H+和組成稀硝酸，加入鋁片時反應(yīng)為：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，故其離子方程式為Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O，故答案為：Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O。11．(1)合理(2)

NaOH溶液

2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑(3)B【解析】(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，所以鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，所以可用NaOH溶液檢驗(yàn)所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。(3)A．濃硫酸易使鐵、鋁鈍化，不能使合金溶解，A項(xiàng)錯誤；B．活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)，熔融物可溶解于稀硫酸中，B項(xiàng)正確；C．稀硝酸與金屬反應(yīng)生成污染性氣體，不是最佳選擇，C項(xiàng)錯誤；D．鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，不能將熔融物全部溶解，D項(xiàng)錯誤；答案選B。12．

8Al+3Mn3O44Al2O3+9Mn

C6H12O6

升高反應(yīng)溫度（或?qū)④涘i礦研細(xì)等其他