Question

鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質及其化合物有著各自的性質．
（1）現配制100mL 0.01mol?L^-1 FeCl₃溶液，配制過程中需要的玻璃儀器除量筒、膠頭滴管、燒杯外，還需要

 

，配制過程中除需用FeCl₃固體、蒸餾水外，還需要的試劑有

 

．將已配制好的溶液滴入沸水中并煮沸一段時間，可得到紅褐色液體，該反應的離子方程式為

 

，此液體具有的性質是

 

（填字母）．
a．光束通過該液體時形成光亮的“通路”
b．向該液體中加入AgNO₃溶液，無沉淀產生
c．將該液體進行過濾，可得到紅褐色固體
d．將該液體加熱、蒸干、灼燒后，有氧化物生成
（2）在隔絕空氣的條件下，用鎂條引燃Fe₃O₄粉末和鋁粉的均勻混合物，使其充分反應．
①向充分反應后的剩余固體中加入足量的NaOH溶液，有大量氣泡產生，所得剩余固體中除鐵外還含有的固體物質是

 

（填化學式）．
②已知：3Fe（s）+2O₂（g）═Fe₃O₄（s）△H=-1118kJ?mol^-1
2Al（s）+

3

2

O₂（g）═Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ?mol^-1
則鋁與Fe₃O₄發生反應生成鐵和Al₂O₃的熱化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：溶液的配制,膠體的重要性質,熱化學方程式,鋁的化學性質

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（1）根據實驗操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應所需儀器；
配制FeCl₃溶液，Fe³⁺易水解，水解生成Fe（OH）₃導致溶液變渾濁，所以FeCl₃固體加入鹽酸中抑制FeCl₃水解；
將FeCl₃溶液滴入沸水中并煮沸一段時間，Fe³⁺水解，可得到紅褐色液體，則該液體為氫氧化鐵膠體；
氫氧化鐵膠體具有丁達爾效應、電泳、聚沉等性質，將液體加熱蒸干、灼燒后，可得Fe₂O₃固體，加入硝酸銀電解質后膠體發生聚沉現象；
（2）①根據Fe₃O₄粉末和鋁粉反應生成鐵和氧化鋁以及向充分反應后的剩余固體中加入足量的NaOH溶液，有大量氣泡產生，說明剩余固體中有過量鋁；
②根據題干熱化學方程式結合蓋斯定律寫出該熱化學反應方程式；

解答： 解：（1）配制步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解（可用量筒量取水），冷卻后轉移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，所以配制過程中需要的玻璃儀器除量筒、膠頭滴管、燒杯外，還需要100mL容量瓶、玻璃棒；
為防止Fe³⁺水解，實驗室在配制FeCl₃的溶液時，常將FeCl₃固體先溶于鹽酸中，然后再用蒸餾水稀釋到所需的濃度；
將FeCl₃溶液滴入沸水中并煮沸一段時間，Fe³⁺水解：Fe³⁺+3H₂O═Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺，可得到紅褐色液體，則該液體為氫氧化鐵膠體；
氫氧化鐵膠體具有丁達爾效應、電泳、聚沉等性質，將液體加熱蒸干、灼燒后，可得Fe₂O₃固體，加入硝酸銀電解質后膠體發生聚沉現象，故選ad；
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒；鹽酸；Fe³⁺+3H₂O═Fe（OH）₃（膠體）+3H⁺；a、d．
（2）①Fe₃O₄粉末和鋁粉反應生成鐵和氧化鋁以及向充分反應后的剩余固體中加入足量的NaOH溶液，有大量氣泡產生，說明剩余固體中有過量鋁，所以所得剩余固體中除鐵外還含有的固體物質是Al、Al₂O₃；
故答案為：Al、Al₂O₃；
 ②3Fe（s）+2O₂（g）═Fe₃O₄（s）△H=-1118kJ?mol^-1①
2Al（s）+

3

2

O₂（g）═A1₂O₃（s）△H=-1675.7kJ?mol^-1 ②
根據蓋斯定律，將②×4-①×3得：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=4Al₂O₃（s）+9Fe（s）△H=-3348.8 kJ?mol^-1，
故答案為：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=4Al₂O₃（s）+9Fe（s）△H=-3348.8 kJ?mol^-1；

點評：本題以無機化學性質為載體考查了溶液的配制、鹽類的水解、方程式的書寫、蓋斯定律的運用等知識點，知道膠體制備的方法、膠體的性質，難度中等．