Question

铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。

     

（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应，现象很壮观。指明使用镁条和氯酸钾的目的是 ______________________。

（2）某同学用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未见血红色。为测定该实验所得 “铁块”中铁元素含量，设计实验流程如图所示。

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

	Fe^2+	Fe^3+	Al^3+	Mg^2+
开始沉淀时的pH	7.5	2.8	4.2	9.6
沉淀完全时的pH	9.0	4.0	5	11

① 试剂A应选择________，试剂B应选择_______。(填序号)

A．稀盐酸  B．氧化铁  C．H₂O₂溶液  D．氨水 

② 写出反应Ⅱ的离子方程式_____________________。

③ 设计简单实验证明M的成分是Fe₂O₃而非Fe₃O₄。

操作	预期现象
取少量M固体于试管中，向其中加入________________；观察。	固体完全溶解，溶液呈黄色。
继续向上述溶液中滴入_________________，振荡观察	______________________

④ 上述实验应灼烧至M质量不变，则能证明M质量不变的标志是____________。

⑤ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g，则该“铁块”的纯度是_______。

Answer

引发铝热反应CD2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O足量稀硫酸几滴(少量)高锰酸钾溶液溶液紫红色未褪去连续两次灼烧质量相差不大于0.1g84.0%

【解析】(1)铝热反应需要在高温条件下进行，Mg条燃烧，放出热量，使氯酸钾分解产生O2，促使镁条剧烈燃烧，产生更多的热量，达到铝热反应所需要的高温。答案为：引发铝热反应

(2)）①由提给信息可知，铁块中含+2价铁，根据表格可知，要使铁元素完全沉淀而铝离子和镁离子不沉淀，需将Fe2+转化为Fe3+，故需要加入H2O2；然后调节4≤pH＜4.2即可将Fe3+沉淀而Al3+、Mg2+不沉淀，调节pH选用的试剂不能用氧化铁，因为会引起红色粉未M的质量偏大，故应选用氨水，故答案为：C；D

② Fe2+具有还原性，能被H2O2在酸性下氧化成Fe3+，2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3++2H2O

③ Fe2O3中Fe为+3价，Fe3O4中Fe既有+3价，又有+2价，取少量M固体于试管中，向其中加入足量稀硫酸，发现固体溶解，溶液呈黄色，说明溶液中含Fe3+；再向溶液中加入KMnO4溶液，观察现象，发现溶液紫红色未褪去，说明溶液中无Fe2+，因为Fe2+有还原性，能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，而使KMnO4溶液褪色。故答案为：足量稀硫酸、几滴(少量)高锰酸钾溶液 、 溶液紫红色未褪去 ；

④ 若Fe（OH）3已完全分解，则用天平连续两次称量M的质量时相差不大于0.1g。故答案为：连续两次灼烧质量相差不大于0.1g；

⑤红色粉末为Fe2O3 ，质量为12.0g，物质的量为12/160 =0.075（mol）,根据铁守恒有铁块中铁的质量为0.075*56*2=8.4（g）,铁块纯度为 ×100℅=84℅

点睛：Fe2+不易沉淀，且易被氧化，须转化为Fe3+,在PH较低的条件下继续转化为沉淀而除去，而Mg2+、Al3+不会沉淀，达到将Fe元素分离出来的目的。