某研究性学习小组度铝热反应(以铝和氧化铁反应为例)实验进行研究请回答下列问题(1)铝热反应时氧化反

2025-03-14 04:07:57
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回答1:

(1)铝热反应中铝作氧化剂,铝失电子化合价升高被氧化,反应中体现出其还原性,
故答案为:氧化;
(2)铝能和强碱反应生成盐和氢气,铁和氢氧化钠溶液不反应,所以要验证含有铝所需用的试剂为氢氧化钠溶液,观察到的现象是溶液中有气泡出现,
故答案为:氢氧化钠溶液;溶液中有气泡出现;
(3)由于铁离子检验氧化性,能够与铁、铝发生反应生成亚铁离子,干扰了铁离子的检验,所以该方法不合理,
故答案为:不合理;铁离子容易被铁、铝还原成亚铁离子;
(4)取23.37g熔融物(主要含有铁和氧化铝,还含有少量氧化铁和铝)投入足量的浓氢氧化钠溶液中,充分反应后,收集到标准状况下的气体336mL,该气体为氢气,反应的方程式为:2Al+2H2O+2OH-═2AlO2-+3H2↑,标况下336mL氢气的物质的量为:n(H2)=
336×10?3L
22.4L/mol
=0.015mol,则反应消耗的铝的物质的量为:n(Al)=
2
3
n(H2)=0.015mol×
2
3
=0.01mol,混合物中含有铝的质量为:27g/mol×0.01mol=0.27g;
经过滤,洗涤,烘干后得到12.8g固体,固体减的质量为:23.37g-12.8g=10.57g,减少的质量为氧化铝和铝的质量之和,所以混合物中氧化铝的质量为:10.57g-0.27g=10.3g;
12.8g固体为Fe和氧化铁的混合物,向该固体中滴加4.0mol?L的硫酸至恰好溶解时消耗硫酸体积为55mL,在反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无血红色出现,说明反应恰好生成硫酸亚铁,设铁的物质的量为x,氧化铁的物质的量为y,则:①56x+160y=12.8g,再根据铁元素守恒及硫酸亚铁的组成可知,铁元素的物质的量大于硫酸根离子的物质的量,即:②x+2y=4.0mol?L×0.055L,
根据①②联立解得:
x=0.2mol
y=0.01mol
,所以混合物中铁的质量为:56g/mol×0.2mol=11.2g,氧化铁的质量为:160g/mol×0.01mol=1.6g,
答:23.37g熔融物中各成分的质量为:0.27g铝、10.3g氧化铝、11.2g铁、1.6g氧化铁.