第2節(jié)鋁金屬材料第1課時(shí)鋁與鋁合金[目標(biāo)導(dǎo)航]1.了解鋁的主要性質(zhì)及用途。2.了解鋁合金的概念及鋁合金的重要用途。一、鋁1．鋁的存在鋁在地殼中的含量?jī)H次于氧和硅，居第三位。在自然界中鋁元素以化合態(tài)存在。2．鋁的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：銀白色固體，質(zhì)軟，密度小，導(dǎo)電性?xún)H次于金、銀和銅。(2)化學(xué)性質(zhì)①鋁與非金屬的反應(yīng)鋁與O2反應(yīng)：鋁在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Al2O3。該反應(yīng)的現(xiàn)象為放出大量的熱和耀眼的白光。②鋁與酸的反應(yīng)與非氧化性酸：如鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)，離子方程式為6H＋＋2Al=3H2↑＋2Al3＋。與氧化性酸：如Al常溫下遇冷的濃硫酸、濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化。③鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，離子方程式：2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑。④鋁熱反應(yīng)Al在高溫下與Fe2O3反應(yīng)的方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3。該反應(yīng)常用于焊接鋼軌、冶煉金屬等。二、鋁合金及其制品1．合金(1)定義：由兩種或兩種以上金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的混合物。(2)特點(diǎn)①熔點(diǎn)：一般合金的熔點(diǎn)比它的成分金屬的熔點(diǎn)低②硬度：一般合金的硬度大于其成分金屬的硬度2．鋁合金(1)形成：鋁中加入其他元素(如銅、鎂、硅、鋅、鋰等)熔合而形成鋁合金。(2)性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等?！揪氁痪殹?．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)鋁是較活潑的金屬元素，所以在自然界中只能以化合態(tài)存在()(2)鋁是較活潑的金屬，易被氧化，但鋁具有抗腐蝕的性能()(3)鎂粉中的鋁粉可以通過(guò)加入NaOH溶液，再過(guò)濾洗滌干燥，得到純凈的鎂()(4)鋁與Fe2O3、MgO均可以組成鋁熱劑()(5)合金的性質(zhì)是各成分金屬性質(zhì)之和()(6)合金均是有兩種或兩種以上金屬形成的()答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×2．“神八”與“天宮一號(hào)”的成功對(duì)接，標(biāo)志著中國(guó)的航空鋁材處于領(lǐng)先世界的行列。下面關(guān)于鋁合金的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)低B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿(NaOH)腐蝕D．鎂鋁合金在鹽酸中無(wú)法溶解答案D解析A項(xiàng)，合金均為混合物，一般來(lái)說(shuō)，合金的熔點(diǎn)比成分金屬的熔點(diǎn)低；B項(xiàng)，在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣，防止高溫鋁液被O2氧化；C項(xiàng)，鎂鋁合金中的鋁能與NaOH溶液反應(yīng)；D項(xiàng)，合金中的Mg、Al均能與鹽酸反應(yīng)。一、金屬鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系1．反應(yīng)原理反應(yīng)原理eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑,2Al＋2OH－＋6H2O=2[AlOH4]－＋3H2↑))2．量的關(guān)系定量關(guān)系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2Al～6H＋～3H2,2Al～2OH－～3H2))(1)等量的Al分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的量相等，此時(shí)消耗HCl與NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。(2)足量的鋁與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為1∶3，此時(shí)消耗Al的物質(zhì)的量之比也為1∶3。(3)一定量的Al分別和一定量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，若eq\f(1,3)<eq\f(nHClH2,nNaOHH2)<1，則必定：①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量，而鹽酸不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量?！纠?】甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為1∶2，則加入的鋁粉質(zhì)量為()A．5.4gC．2.7g解析由6HCl＋2Al=2AlCl3＋3H2↑和2NaOH＋2Al＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，兩份等質(zhì)量的Al都完全反應(yīng)時(shí)，生成的H2也等量，消耗的HCl與NaOH不等量。實(shí)際上HCl、NaOH都為0.3mol，且生成H2的體積比為1∶2，則甲中HCl不足，Al過(guò)量；乙中NaOH過(guò)量，Al不足。生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶2，參加反應(yīng)的Al的物質(zhì)的量之比也為1∶2。與0.3molHCl反應(yīng)的Al為2.7g，與NaOH溶液反應(yīng)的Al為答案A解題反思(1)金屬與酸堿反應(yīng)生成H2的定量關(guān)系：M～Mn＋～eq\f(n,2)H2(n表示Mn＋中M的化合價(jià))。(2)Al與H＋和OH－反應(yīng)的定量關(guān)系：Al～3H＋～eq\f(3,2)H2，Al～OH－～eq\f(3,2)H2。變式訓(xùn)練1稱(chēng)取兩份鋁粉，第一份加入足量的濃NaOH溶液，第二份加入足量的鹽酸，如果放出等體積的氣體(在同溫、同壓下)，則兩份鋁粉的質(zhì)量之比為()A．1∶2 B．1∶3C．3∶2 D．1∶1答案D解析不論是與NaOH溶液反應(yīng)，還是與鹽酸反應(yīng)，均是Al失去電子，還原產(chǎn)物都是H2，且都有如下關(guān)系：2Al～6e－～3H2，由化學(xué)方程式可知，2molAl生成3molH2，只要在酸堿足量的情況下，生成H2的多少?zèng)Q定于參加反應(yīng)的鋁的多少。生成相同質(zhì)量的H2，消耗鋁的質(zhì)量相同。二、鋁熱反應(yīng)1．反應(yīng)原理：鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)就是利用鋁的還原性，將難熔金屬?gòu)钠溲趸镏兄脫Q出來(lái)。2．反應(yīng)特點(diǎn)：在高溫下進(jìn)行，反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈液態(tài)且易與Al2O3分離。3．鋁熱劑：在鋁熱反應(yīng)中，反應(yīng)混合物(鋁、不活潑金屬氧化物)稱(chēng)為鋁熱劑。能與Al組成鋁熱劑的金屬氧化物常見(jiàn)的有：Fe2O3、Fe3O4、CuO、WO3、Cr2O3、MnO2、V2O5等。4．應(yīng)用：焊接鋼軌、定向爆破、冶煉難熔金屬錳、鉻、釩等?！纠?】研究發(fā)現(xiàn)用鋁熱法可從下列氧化物中冶煉出有關(guān)金屬，若要得到等物質(zhì)的量的有關(guān)金屬單質(zhì)，需消耗單質(zhì)鋁最多的是()A．MnO2 B．V2O5C．Cr2O3 D．WO3解析根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升高的總價(jià)數(shù)等于化合價(jià)降低的總價(jià)數(shù)可知：化合價(jià)降低最多的消耗的鋁最多，MnO2(＋4－0)，V2O5(＋5－0)，Cr2O3(＋3－0)，WO3(＋6－0)，WO3消耗鋁最多。答案D變式訓(xùn)練2下列金屬不能用鋁熱反應(yīng)制備的是()A．鎂 B．銅C．鐵 D．鉻答案A解析鎂比鋁活潑，因此不能用鋁熱反應(yīng)制備鎂。1．對(duì)于鋁和燒堿溶液的反應(yīng)，下列說(shuō)法不正確的是()A．鋁是還原劑B．H2O是氧化劑C．該反應(yīng)說(shuō)明所有金屬都能與堿反應(yīng)D．鋁與堿或酸反應(yīng)能產(chǎn)生氫氣答案C2．下列有關(guān)鋁及其化合物的敘述正確的是()A．鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂B．足量鋁分別與含1molHCl、1molNaOH的溶液反應(yīng)，產(chǎn)生相同量的氫氣C．工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法冶煉鋁D．在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸后，立即加入鋁片，鋁片表面發(fā)生鈍化答案C解析鎂比鋁活潑，不能用鋁粉制取鎂，A錯(cuò)誤；根據(jù)關(guān)系式2Al～6HCl～3H2,2Al～2NaOH～3H2，當(dāng)鋁足量時(shí)，等物質(zhì)的量的HCl和NaOH產(chǎn)生H2的體積比為1∶3，B錯(cuò)誤；濃H2SO4溶解于濃HNO3中放出大量熱，同時(shí)也促進(jìn)HNO3揮發(fā)，使兩種酸的濃度減小，鋁片不鈍化，D錯(cuò)誤。3．由Na、Mg、Al、Fe四種金屬單質(zhì)中的兩種組成的混合物共12g，跟足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生5.6LH2(A．Fe B．NaC．Mg D．Al答案A解析標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生5.6LH2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)×2＝0.5mol，根據(jù)電子守恒，轉(zhuǎn)移1mol電子的混合物質(zhì)量為eq\f(12g,0.5mol)×1mol＝24g，而Na、Mg、Al、Fe各自轉(zhuǎn)移1mole－的質(zhì)量分別是23g、12g、9g、4．鎂鋁合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為被廣泛應(yīng)用的新型建筑裝潢材料。主要用于制做窗框、卷簾門(mén)、防護(hù)欄等。下列與這些用途無(wú)關(guān)的性質(zhì)是()A．不易生銹 B．導(dǎo)電性好C．密度較小 D．強(qiáng)度較高答案B解析題目中已指出鎂鋁合金堅(jiān)硬(強(qiáng)度較高)、輕巧(密度較小)、潔凈(不易生銹)等性質(zhì)，即可分析判斷“導(dǎo)電性好”與上述用途無(wú)關(guān)。5．某溶液中加入鋁粉放出H2，此溶液中一定能大量存在的離子組是()A．K＋、Cl－、Na＋、NOeq\o\al(－,3) B．HCOeq\o\al(－,3)、K＋、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋C．Cl－、K＋、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋ D．Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－答案C解析能與鋁作用生成氫氣的溶液，可以是強(qiáng)堿溶液，也可以是強(qiáng)酸溶液，即選項(xiàng)離子必須是在強(qiáng)堿或強(qiáng)酸的溶液中都能大量共存的離子組。A組離子能大量共存，但在酸性條件下，由于HNO3具有強(qiáng)氧化性，不產(chǎn)生H2，不符合題意。B組離子雖然能大量共存，但HCOeq\o\al(－,3)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，不符合題意。D組離子能大量共存，但在堿性條件下NHeq\o\al(＋,4)與OH－不能大量共存。不符合題意。6．向一個(gè)鋁制易拉罐中充滿(mǎn)CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，不多會(huì)兒聽(tīng)到罐內(nèi)“咔、咔”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過(guò)一會(huì)兒易拉罐又鼓起來(lái)。(1)易拉罐變癟的原因_____________________________________________，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________________。(2)易拉罐又鼓起來(lái)的原因_______________________________________，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________。答案(1)NaOH溶液吸收CO2，罐內(nèi)壓強(qiáng)減小，外界氣壓將易拉罐壓癟CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)Al表面氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H22Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑解析開(kāi)始CO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，罐內(nèi)氣壓減小，外界氣壓將易拉罐壓癟。之后鋁制的易拉罐與NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2，罐內(nèi)壓強(qiáng)又增大，易拉罐又重新鼓起。分層訓(xùn)練[基礎(chǔ)過(guò)關(guān)]題組一鋁與NaOH、HCl溶液反應(yīng)的定性規(guī)律1．有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是()A．鋁是還原劑，其氧化產(chǎn)物是H2B．NaOH是氧化劑，其還原產(chǎn)物是H2C．鋁是還原劑，H2O和NaOH都是氧化劑D．H2O是氧化劑，Al被氧化答案D解析Al與NaOH溶液的反應(yīng)過(guò)程如下：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。H2O中的氫元素由＋1價(jià)變?yōu)?價(jià)，H2O得電子，是氧化劑，H2是還原產(chǎn)物；Al元素的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，化合價(jià)升高被氧化，Al是還原劑，Na[Al(OH)4]是氧化產(chǎn)物。2．除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用()A．硫酸 B．水C．鹽酸 D．氫氧化鈉溶液答案D解析鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不反應(yīng)。3．現(xiàn)有一根含鐵和硅兩種雜質(zhì)的鋁條．某同學(xué)取了等質(zhì)量的兩份樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，結(jié)果放出等體積的H2(相同條件下)，則他可以得出該鋁條中鐵和硅的關(guān)系是()①物質(zhì)的量之比為2∶1②物質(zhì)的量之比為3∶1③質(zhì)量之比為2∶1④質(zhì)量之比為4∶1A．②④ B．②③C．①④ D．只有④答案C解析鋁與稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液都反應(yīng)并放出等量的氫氣，由此不難推出，硅與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出的氫氣與鐵與稀鹽酸反應(yīng)放出的氫氣相等。根據(jù)關(guān)系式Si～2H2、Fe～H2得出鐵和硅的物質(zhì)的量之比為2∶1，質(zhì)量之比為4∶1。4．某無(wú)色溶液放入鋁片后有氫氣產(chǎn)生，在該溶液中下列離子一定可以大量存在的是()A．HCOeq\o\al(－,3) B．Mg2＋C．Cl－ D．COeq\o\al(2－,3)答案C解析該溶液能與鋁反應(yīng)放出氫氣，說(shuō)明該溶液可能呈酸性，也可能呈堿性。A項(xiàng)中HCOeq\o\al(－,3)不能在酸性或堿性溶液中大量存在；B項(xiàng)中Mg2＋不能在堿性溶液中大量存在；D項(xiàng)中COeq\o\al(2－,3)不能在酸性溶液中大量存在。題組二鋁與NaOH、H＋反應(yīng)的定量計(jì)算5．將5.4gAl投入到200mL2.0mol·L－1的某溶液中有氫氣產(chǎn)生，充分反應(yīng)后有金屬剩余，A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液C．H2SO4溶液 D．HCl溶液答案D解析5.4gAl的物質(zhì)的量為eq\f(5.4g,27g·mol－1)＝0.2mol；0．2molAl能分別與0.2molNaOH、0.1molBa(OH)2、0.3molH2SO4、0.6molHCl完全反應(yīng)放出H2，只有鹽酸的量不足。6．在500mLNaOH溶液中加入足量鋁粉，反應(yīng)完全后共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體33.6L，A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3mol·L－1答案B解析2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol·L－1。7．質(zhì)量比為2∶3的金屬鋁分別與足量稀硫酸和NaOH溶液反應(yīng)，則產(chǎn)生H2的體積比是()A．1∶2 B．1∶3C．2∶3 D．3∶2答案C解析因?yàn)橄×蛩岷蚇aOH溶液是足量的，因此鋁無(wú)論是與H2SO4反應(yīng)生成H2，還是與NaOH溶液反應(yīng)生成H2，H2的量都是由鋁的量決定的。8．已知甲、乙、丙和X是4種中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì)，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖，則甲和X不可能是()A．甲為C，X是O2 B．甲為SO2，X是NaOH溶液C．甲為Cl2，X是Fe D．甲為Al，X為NaOH溶液答案D解析當(dāng)甲為C，X為O2時(shí)，乙為CO，丙為CO2，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)化關(guān)系，A正確；當(dāng)甲為SO2，X為NaOH溶液時(shí)，乙為NaHSO3，丙為Na2SO3，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)化關(guān)系，B正確；當(dāng)甲為Cl2，X為Fe時(shí)，乙為FeCl3，丙為FeCl2，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)化關(guān)系，C正確；當(dāng)甲為Al，X為NaOH溶液時(shí)，不滿(mǎn)足轉(zhuǎn)化關(guān)系。故答案為D。題組三鋁及其合金性質(zhì)9．Na、Cu、Al、Fe四種金屬的熔、沸點(diǎn)如下表所示：物質(zhì)NaCuAlFe熔點(diǎn)/℃97.810836601535沸點(diǎn)/℃883259522003000其中不能形成合金的是()A．Al、Cu B．Cu、FeC．Na、Fe D．Na、Al答案C解析當(dāng)一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn)時(shí)，兩者不能形成合金。10．下列金屬材料中，最適合制造飛機(jī)外殼的是()A．鎂鋁合金 B．銅合金C．碳素鋼 D．鉛錫合金答案A解析鎂鋁合金密度小，強(qiáng)度大。[能力提升]11．完成下面有關(guān)鈉、鎂、鋁的計(jì)算及判斷。(1)取wg鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是________。(2)取0.1mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是________。(3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是________；質(zhì)量之比是________________。(4)若將0.2mol鈉、鎂、鋁分別投入10mL1mol·L－1鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣體積的大小順序是________________。答案(1)eq\f(1,23)∶eq\f(1,12)∶eq\f(1,9)(2)1∶2∶3(3)1∶eq\f(1,2)∶eq\f(1,3)(或6∶3∶2)23∶12∶9(4)V(Na)>V(Al)＝V(Mg)解析(1)利用電子守恒，產(chǎn)生氫氣的體積之比即為金屬轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,23)×1))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,24)×2))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(w,27)×3))。(2)0.1mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，金屬轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量之比為(0.1mol×1)∶(0.1mol×2)∶(0.1mol×3)，所以相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比為1∶2∶3。(3)與前兩問(wèn)恰好反過(guò)來(lái)，氫氣的體積相等，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，即金屬失去的電子數(shù)相等。(4)Mg、Al過(guò)量應(yīng)以HCl的量計(jì)算生成的氣體的體積(轉(zhuǎn)移電子為0.01mol)，Na也過(guò)量但過(guò)量的鈉可以與水反應(yīng)(共轉(zhuǎn)移電子0.2mol)。12．為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：(1)若取ag樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為bL。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________；樣品中鋁的質(zhì)量是________g。(2)若取ag樣品將其高溫加熱，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。氧化鐵與鋁的質(zhì)量比是________。(3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為cL，該氣體與(1)中所得氣體的體積比c∶b＝________。答案(1)2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑eq\f(9b,11.2)(2)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe80∶27(3)2∶3解析(1)樣品中的氧化鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，而鋁能與NaOH溶液反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑54g67.2Lm(Al)bLm(Al)＝eq\f(54g×bL,67.2L)＝eq\f(9b,11.2)g。(2)發(fā)生的反應(yīng)為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe，由化學(xué)方程式容易看出氧化鐵與鋁的質(zhì)量比為80∶27。(3)從鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式可以看出，鋁與鐵的物質(zhì)的量是相等的，但在與酸的反應(yīng)中，鋁的價(jià)態(tài)升高到＋3價(jià)，鐵的價(jià)態(tài)升高到＋2價(jià)，因此c∶b＝2∶3。13．鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英、石灰石等混合物。某化學(xué)興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵，并進(jìn)行鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。(1)取磁性氧化鐵按圖裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________，現(xiàn)象很壯觀，取少許反應(yīng)生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，除了可能混有沒(méi)反應(yīng)的磁性氧化鐵外，還有一個(gè)原因是___________________________________________________________________。(2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的“鐵塊”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_(kāi)_______________________________________。(3)請(qǐng)寫(xiě)出此鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。每摩爾鋁參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)_______。(4)除磁性氧化鐵可做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)外，下列哪些試劑也可以________。A．CuO B．Na2O2C．MnO2 D．MgO答案(1)鋪KClO3，插鎂條并將其點(diǎn)燃生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過(guò)程中，表面被空氣氧化為Fe3O4(2)NaOH溶液2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑(3)8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高溫))4Al2O3＋9Fe3NA(4)AC解析(1)鋁熱反應(yīng)的引發(fā)：鋁熱劑上鋪KClO3，插鎂條并將其點(diǎn)燃，利用金屬鎂燃燒產(chǎn)生的大量的熱來(lái)引發(fā)實(shí)驗(yàn)。取少許反應(yīng)生成的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色，證明出現(xiàn)了Fe3＋，可能是金屬中混有沒(méi)反應(yīng)的磁性氧化鐵或是生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過(guò)程中，表面被空氣氧化為Fe3O4。(2)金屬鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，證明上述所得的“鐵塊”中含有金屬鋁，可以向混合物中加入氫氧化鈉溶液，看是否產(chǎn)生氣體，若有氣體產(chǎn)生，則有金屬鋁，反之則沒(méi)有。(3)由Al→Al3＋知，每摩爾鋁參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3NA。(4)鋁熱反應(yīng)只能冶煉比鋁不活潑的金屬，因?yàn)殇X熱反應(yīng)是利用鋁的還原性。[拓展探究]14．某學(xué)習(xí)小組用下圖所示裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。(1)A中