物质成分的探究1.（8分）铝和氧化铁的反应：2Al+Fe2O3Al2O3+2e,称为“铝热反应”（如图所示），引燃镁条，漏斗内的物质熔化，镁条燃尽，漏斗下端仍持续产生大量熔融物落入沙中，该熔融物可用于焊接铁轨。（1）实验中镁条的作用是。氧化铁和铝粉都用粉末状的，原因是。（2）某学习兴趣小组对所得熔融物的成分进行了探究。【查阅资料】①金属铝不但能和酸溶液（如稀盐酸）反应产生氢气，还能和第1题图强碱溶液（如氢氧化钠溶液）反应产生氢气。②Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：【实验猜想】（3）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？(填“合理”或“不合理”)。（4）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。（5）请你根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单的方法：实验验证】（6）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝，请填写下列表格：实验步骤实验现象实验结论取少量冷却后的熔融物于试管中，加入熔融物中含有铝【答案】（1）给反应提供热量（1分）增大反应物之间的接触面积，进而增大反应速率（1分）（3）合理（1分）（4）2Al＋2NaOH＋2H2O═2NaAlO2＋3H2↑（2分）（5）用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成（1分）（6）NaOH溶液（1分）有气泡产生（1分）【解析】（1）根据题干叙述可知，引燃镁条就是为了给反应提供热量；反应物用粉末状固体，可以增大反应物之间的接触面积，进而增大反应速率。（3）根据铝热反应的条件是990℃~1550℃，高于铝的熔点（660℃）和铁的熔点（1535℃），所以在反应过程中，铝和铁都能熔化变为液态，由此可推测出熔融物中可能含有铝和铁。所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。（4）由题给信息可知，铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气，根据质量守恒定律，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O═2NaAlO2＋3H2↑。（5）3\n验证产物中有Fe的最简单的方法是用磁铁吸引，若能吸附，说明有铁生成。（6）根据Al与Fe的性质不同，选择NaOH溶液，Al能和氢氧化钠溶液反应，而铁不反应，并且反应中有气体产生，为较简便的检验方法。2.（8分）某兴趣小组在探究金属和盐溶液反应时，发现将金属钠放入硫酸铜溶液中有气泡和沉淀产生。为了探究生成的气体和固体沉淀的成分及产生原因，同学们进行了如下探究：【提出问题】产生的气体是什么？【猜想与假设】猜想一：二氧化硫；猜想二：二氧化碳；猜想三：氢气。你认为不合理的猜想是，原因是。【查阅资料】①SO2与CO2化学性质相似，都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀。②钠是一种非常活泼的金属，能与冷水剧烈反应，反应的化学方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑。第2题图【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下实验方案：甲同学验证生成的气体是否为SO2，他将生成的气体通入澄清的石灰水中，发现，确定生成的气体不是SO2（2）乙同学利用如图所示装置验证生成的气体是H2。实验过程中可观察到玻璃管中的现象是，发生反应的化学方程式为。【得出结论】猜想三正确。【拓展延伸】钠与硫酸铜溶液反应生成的沉淀是什么？【分析讨论】同学们认为钠可能会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。（3）丙同学提出异议：除了上述反应，可能钠直接与硫酸铜反应生成红色的单质铜，只是蓝色的氢氧化铜沉淀掩盖了红色的铜。请设计实验证明该蓝色沉淀中不含单质铜。实验步骤与现象实验结论该蓝色沉淀中不含单质铜（4）由上述探究，同学们认为硫酸铜溶液可能显（填“酸性”、“中性”或“碱性”）。【答案】【猜想与假设】猜想二（或二氧化碳）（1分）反应物中没有碳元素（1分）【方案设计】（1）澄清石灰水没有变浑浊（1分）（2）黑色氧化铜粉末变成红色，玻璃管中有水珠出现（1分）H2+CuOCu+H2O（2分）【分析讨论】（3）取少量蓝色沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸后充分振荡，沉淀全部溶解（1分）（4）酸性（1分）3\n【解析】根据元素守恒，反应物中没有碳元素，则生成物中不可能含有二氧化碳；二氧化碳与二氧化硫的化学性质相似，都可以使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊是因为生成了白色沉淀碳酸钙的缘故；氢气可以与氧化铜发生置换反应，使黑色氧化铜粉末转化为红色的单质铜；要验证蓝色沉淀中是否含有单质铜，可加入稀硫酸，如若沉淀不完全溶解，则含有单质铜，反之则不含；由金属可与酸反应产生氢气，而金属钠可与硫酸铜溶液反应产生氢气，推断硫酸铜溶液可能呈酸性，溶液的酸碱性可以用酸碱指示剂来确定。3
