Question

某化学研究性学习小组为学习了元素性质后，分别设计了如下实验：

（1）甲同学想探究“铝热反应”中熔融物的成份，他查阅《化学手册》得到Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃熔点、沸点数据如下：

物质	Al	Al2O3	Fe	Fe2O3
熔点/℃	660	2054	1535	1462
沸点/℃	2467	2980	2750	……

①由此甲同学推测，教材中铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。其理由是：_______________。

②设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，该实验所用试剂是___，反应的离子方程式为_____。

③甲同学为确定熔融物中是否还会有残留的Fe₂O₃，将熔融物用酸完全溶解后加入KSCN试剂。请你分析该设计是否正确___（填“正确”或“不正确”），理由是（用离子方程式表示）______________________。

（2） 乙同学设计了如下图装置验证元素性质递变规律。A、B、C处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。乙同学可能观察到的现象有_______。  从环保角度考虑，该装置有明显不足，请提出改进建议_____________________。

 

（3） 丙同学欲比较N、C、Si的非金属性强弱，设计了下图所示的实验装置，其设计能否达到实验目的______（填“能”或“不能”），理由是______________。

Answer

铝热反应得到熔融态的铁，此温度下铝也为熔融态，二者融合在一起形成铁铝合金 氢氧化钠溶液 2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2 不正确 2Fe3++Fe=3Fe2+或3Fe3++Al=A13++3Fe2+ 圆底烧瓶内充满黄绿色气体，A处由无色变橙黄色，B处变蓝，C处褪色 没有尾气处理装置，在C的右端塞入一团沾有浓NaOH溶液的棉花 不能 挥发出的硝酸可能使烧杯内出现浑浊

【解析】

（1）①铝的熔点低于铁的熔点、但沸点高于Fe的熔点；

②根据铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气设计实验；

③铁、Al能把Fe3+还原为Fe2+；

（2）烧瓶中浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气；A处NaBr和氯气反应生成氯化钠和溴单质、B 处KI和氯气反应生成氯化钾和碘单质、C处湿润的氯气具有漂白性；氯气有毒，不能直接排放到空气中；

（3）由图所示的实验装置可知，根据强酸制取弱酸的反应比较非金属性，最高价氧化物的水化物酸性越强，对应非金属元素的非金属性越强；

（1）①铝热反应得到熔融态的铁，此温度下铝也可为熔融态，二者融合在一起形成铁铝合金，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金；

②铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气，把铝热反应所得的固体样品放入热氢氧化钠溶液中，若有气泡生成说明样品中含有金属铝，反应离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2 ；

③熔融物中含有铁、Al，铁、Al能把Fe3+还原为Fe2+，将熔融物用酸完全溶解后加入KSCN，若溶液不变红，不能证明熔融物中一定不含Fe2O3，反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+或Al+3Fe3+=Al3++3Fe2+；

（2） 圆底烧瓶内浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气，烧瓶中充满黄绿色气体， NaBr和氯气反应生成氯化钠和溴单质，A处蘸有NaBr溶液的棉花由无色变橙黄色；KI和氯气反应生成氯化钾和碘单质，碘遇淀粉变蓝色，所以B处湿润的淀粉KI试纸变蓝；湿润的氯气具有漂白性，所以C处湿润的红纸褪色；氯气有毒，不能直接排放到空气中，不足之处是没有尾气处理装置，改进方法是在C的右端塞入一团沾有浓NaOH溶液的棉花。

（3）较强的酸可以制备较弱的酸，而元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性就越强，所以可利用硝酸和碳酸钙反应生成CO2，将CO2通入到硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀即可以完成实验，该装置存在缺陷是因为硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸可能使烧杯内出现浑浊，干扰碳酸与硅酸酸性的比较。