探究题

铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛\(\rm{.}\)“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”\(\rm{.}\)已知：\(\rm{Al}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)的熔点、沸点数据如表：

\(\rm{(3)}\)熔融物中铝元素的物质的量为 ______\(\rm{ mol}\)．

\(\rm{(4)B}\)点对应的沉淀的物质的量为 ______\(\rm{ mol}\)，\(\rm{A}\)点对应的氢氧化钠溶液的体积为 ______\(\rm{ mL}\)．

铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛\(\rm{.}\)“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”\(\rm{.}\)已知：\(\rm{Al}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)的熔点、沸点数据如表：

Ⅰ\(\rm{.(1)}\)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金\(\rm{.}\)理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金\(\rm{.}\)你认为他的解释是否合理？ ______\(\rm{ (}\)填“合理”或“不合理”\(\rm{)}\)．

\(\rm{(2)}\)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，反应的离子方程式为 _____________________．

\(\rm{(3)}\)实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是 ______\(\rm{ (}\)填序号\(\rm{)}\)．

A、浓硫酸         \(\rm{B}\)、稀硫酸    \(\rm{C}\)、稀硝酸         \(\rm{D}\)、氢氧化钠溶液

\(\rm{(1)}\)依题意，请写出熔融物中铁与该稀硝酸反应的离子方程式：_____；

\(\rm{(2)}\)在\(\rm{BC}\)段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为___；

  \(\rm{(3)}\)熔融物中铝元素的物质的量为 __________________ \(\rm{mol}\)．

  \(\rm{(4)B}\)点对应的沉淀的物质的量为_____________\(\rm{mol}\)，\(\rm{A}\)点对应的氢氧化钠溶液的体积为______________________\(\rm{mL}\)．

\(\rm{X}\)、\(\rm{Y}\)、\(\rm{Z}\)、\(\rm{W}\)四种物质有如下相互转化关系\(\rm{(}\)其中\(\rm{X}\)、\(\rm{W}\)为单质，\(\rm{Y}\)、\(\rm{Z}\)为化合物，未列出反应条件\(\rm{)}\)。

Ⅰ\(\rm{.}\)若\(\rm{Z}\)是生活中常用的调味品，\(\rm{W}\)遇淀粉溶液变蓝，则：

\(\rm{(1)}\)常温下，\(\rm{X}\)的颜色是                                           。

\(\rm{(2)}\)工业上\(\rm{Z}\)有多种用途，用化学方程式表示\(\rm{Z}\)的一种用途                              。

\(\rm{(3)}\)生活中所用的\(\rm{Z}\)加入了碘酸钾，过量\(\rm{X}\)与\(\rm{Y}\)溶液反应时可以得到一种碘酸盐，此反应的离子方程式是                                                                      。

Ⅱ\(\rm{.}\)若\(\rm{X}\)是工业上用量最大的金属单质，\(\rm{Z}\)是一种具有磁性的黑色晶体，则：

\(\rm{(1)X}\)与\(\rm{Y}\)反应的化学方程式是                                                     。

\(\rm{(2)}\)若用下列装置只进行\(\rm{Z + W}\)        \(\rm{X + Y}\)反应\(\rm{(}\)夹持装置未画出\(\rm{)}\)：

\(\rm{①}\)完成此实验有多步操作，其中三步是：

\(\rm{a.}\)点燃酒精灯          \(\rm{b.}\)滴加盐酸              \(\rm{c.}\)检验气体纯度

这三步操作的先后顺序是                                                   \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

\(\rm{②}\)为保证实验成功，上述装置需要改进，方法是\(\rm{(}\)用文字叙述\(\rm{)}\)                            。

\(\rm{(3)}\)将\(\rm{3.48 g Z}\)加入\(\rm{50 mL 4 mol/L}\)的稀\(\rm{HNO_{3}}\)中充分反应，产生\(\rm{112 mL}\)的\(\rm{NO(}\)标准状况\(\rm{)}\)，向反应后的溶液中滴加\(\rm{NaOH}\)溶液能产生沉淀，当沉淀量最多，至少需要加入\(\rm{2 mol/L}\)的\(\rm{NaOH}\)溶液             \(\rm{mL (}\)精确到\(\rm{0.1)}\)。

某溶液中只可能含有以下离子中的若干种：\(\rm{K^{+}}\)、\(\rm{Al^{3+}}\)、\(\rm{Ba^{2+}}\)、\(\rm{\mathrm{NH}_{4}^{+}}\)、\(\rm{Cl^{-}}\)、\(\rm{\mathrm{CO}_{3}^{2-}}\)、\(\rm{\mathrm{SO}_{4}^{2-}}\)，现分别取\(\rm{100mL}\)的两等份溶液进行如下实验：

\(\rm{①}\)第一份加入过量\(\rm{NaOH}\)溶液后加热，收集到\(\rm{448mL(}\)标准状况下\(\rm{)}\)气体，无沉淀生成，同时得到溶液甲。

\(\rm{②}\)向甲溶液中通入过量\(\rm{CO_{2}}\)生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、干燥、灼烧后，得到\(\rm{1.02g}\)固体。

\(\rm{③}\)第二份加入足量\(\rm{BaCl_{2}}\)溶液后，生成白色沉淀\(\rm{13.98g}\)，加入盐酸沉淀不溶解。

\(\rm{(1)}\)综合以上实验，该混合物的水溶液中一定不存在的离子是________\(\rm{(}\)填离子符号，下同\(\rm{)}\)；不能确定的离子是________。

\(\rm{(2)}\)写出\(\rm{②}\)中生成白色沉淀的离子方程式：________。

\(\rm{(3)}\)某同学通过分析认为该溶液中\(\rm{K^{+}}\)一定________\(\rm{(}\)填“存在”或“不存在”\(\rm{)}\)，若存在则该离子的物质的量浓度的范围是________。

电子工业常用\(\rm{30\%}\)的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。

\(\rm{(1)}\)检验溶液中\(\rm{Fe^{3+}}\)存在的试剂是          ，证明\(\rm{Fe^{3+}}\)存在的现象是           。 

\(\rm{(2)}\)写出\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液与金属铜发生反应的化学方程式：          。 

\(\rm{(3)}\)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液，准备采用下列步骤：

A.请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。

\(\rm{①}\)           ，\(\rm{②}\)           ，\(\rm{③}\)        ， 

\(\rm{④}\)          ，\(\rm{⑤}\)         ， \(\rm{⑥}\)         。 

B.请写出相关反应的化学方程式。

某化学兴趣小组利用工厂的铁和铜混合屑末，进行如下实验：

\(\rm{(1)}\)操作\(\rm{X}\)的名称是         ；

\(\rm{(2)}\)气体\(\rm{D}\)是                 ；

\(\rm{(3)A}\)与氧化铜加热反应生成铜和水，反应中固体的颜色变化是             ；\(\rm{A}\)作               \(\rm{(}\)填“氧化剂”或“还原剂”\(\rm{)}\)；

\(\rm{(4)}\)溶液\(\rm{B}\)中的金属阳离子是                ，溶液\(\rm{E}\)中阴离子除了\(\rm{OH^{-}}\)外还有                  。

霞石是一种含有铝和钠的硅酸盐，其组成为\(\rm{K_{2}O⋅3Na_{2}O⋅4Al_{2}O_{3}⋅8SiO_{2}}\)，某小组同学设计以霞石为原料制备\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)的方案如下：

请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)沉淀\(\rm{1}\)的化学式为__________。

\(\rm{(2)}\)滤液\(\rm{1}\)与过量\(\rm{NaOH}\)溶液反应的离子方程式为_____________________。

\(\rm{(3)}\)写出由溶液\(\rm{2}\)生成沉淀\(\rm{2}\)的离子方程式：________________________。

\(\rm{(4)}\)通入过量的二氧化碳，过滤后的滤液中含有的阴离子__________________。

\(\rm{(5)}\)由沉淀\(\rm{2→Al_{2}O_{3}}\)的反应条件为______________。

\(\rm{(6)}\)某同学提出上述流程较烦琐，可简化流程，其方法是向滤液\(\rm{1}\)中加入足量的试剂\(\rm{X}\)即可达到沉淀\(\rm{2}\)，则试剂\(\rm{X}\)为_____________。

\(\rm{I:}\)用脱脂棉包住约 \(\rm{0.78 g}\) 过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

\(\rm{(1)}\)由实验现象所得出的有关\(\rm{Na_{2}O_{2}}\)和\(\rm{H_{2}O}\)反应的结论是：

\(\rm{a.}\)有氧气生成；

\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)和\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)反应的化学方程式是__________________________。

\(\rm{(2)}\)某学习小组拟用下图套管装置进行实验，以证明上述结论。

 \(\rm{①}\)用以验证结论\(\rm{a}\)的实验方法是_________________________________________________。

 \(\rm{②}\)用以验证结论\(\rm{b}\)的实验方法及现象是___________________________________________。

\(\rm{(3)}\)实验\(\rm{(2)}\)往试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入酚酞试液，发现溶液变红，振荡后，红色消褪。为探究此现象，该小组同学从查阅有关资料中得知：\(\rm{Na_{2}O_{2}}\)与水反应可生成\(\rm{H_{2}O_{2}}\)，\(\rm{H_{2}O_{2}}\)具有强氧化性和漂白性。试设计一个简单的实验证明上述观点；\(\rm{(}\)可选用试剂有：\(\rm{Na_{2}SO_{3}}\)、\(\rm{Na_{2}S}\)、\(\rm{FeSO_{4}}\)、\(\rm{MnO_{2})Na_{2}O_{2}}\)和足量的\(\rm{H_{2}O}\)充分反应后溶液中有\(\rm{H_{2}O_{2}}\)存在\(\rm{(}\)只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象\(\rm{)}\)。可选用的试剂是________________；实验现象为_______________。

\(\rm{II:}\)把\(\rm{5.1g}\)镁铝合金的粉末放入到过量的盐酸中，得到\(\rm{5.6LH_{2}(}\)标准状况\(\rm{)}\)。试计算：

\(\rm{⑴}\)该合金中铝的质量分数为__________________________________________；

\(\rm{⑵}\)该合金中铝和镁的物质的量之比为__________________________________。

明矾\(\rm{[KAl(SO_{4})_{2}⋅12H_{2}O]}\)是一复盐，在造纸等方面应用广泛。某兴趣小组采用\(\rm{10.0g}\)废易拉罐\(\rm{(}\)含\(\rm{90\%}\)的\(\rm{Al}\)，还含有少量的\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Mg}\)等杂质\(\rm{)}\)制备明矾的实验方案如下：

\(\rm{(1)}\)试剂\(\rm{①}\)应选用_____\(\rm{(}\)填代号\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)盐酸    \(\rm{b.H_{2}S0_{4}}\)溶液     \(\rm{c.}\)氯化钠溶液       \(\rm{d.NaOH}\)溶液

\(\rm{(2)}\)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 ____________________________。

\(\rm{(3)}\)溶液\(\rm{B}\)中溶质的主要成分为___________\(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\)。

\(\rm{(4)}\)从溶液\(\rm{C}\)中得到明矾的实验操作步骤为蒸发浓缩、_____\(\rm{(}\)填操作名称\(\rm{)}\)、过滤、洗涤、干燥。如图所示，蒸发操作中的一处错误是 ________________________。

\(\rm{(5)}\)该小组在实验完成之后，得到\(\rm{118.5 g}\)明矾，则明矾的回收率为 _____。\(\rm{(}\)已知：明矾的摩尔质量为\(\rm{474 g⋅mol^{-1})}\)

请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)证明步骤\(\rm{①}\)滤液中含有\(\rm{Fe^{2+}}\)的方法是：取样，先滴加\(\rm{KSCN}\)溶液，再滴加________，该过程的现象为：__________________。

\(\rm{(2)}\)步骤\(\rm{②}\)加入过量\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的目的是：_________________________________________。

\(\rm{(3)}\)步骤\(\rm{③}\)中反应的离子方程式是：___________________________________________。

\(\rm{(4)}\)步骤\(\rm{④}\)中一系列处理的操作步骤：过滤、________、灼烧、________、称量。

\(\rm{(5)}\)若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________\(\rm{ g}\)。