Question

11．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質及化合物有著各自的性質．
某化學小組在實驗室中利用簡易裝置進行了鋁和氧化鐵的反應，發現生成的鐵呈疏松多孔的褐色硬塊．該小組成員認為主要原因是產生的鐵中含有較多雜質，請你參與探究該褐色硬塊的組成．
（1）首先將褐色硬塊處理成粉末，通過實驗來確定是否含有單質鋁，經實驗首先排除了鋁的存在，則該小組成員在該實驗中選用的試劑是NaOH溶液，證明不含鋁的實驗現象為將粉末加入到NaOH溶液中，沒有氣體產生．
（2）經初步確定后，可認為褐色硬塊除Fe外，還含有Fe₂O₃、Al₂O₃，為驗證其組成該小組設計如下流程：

①在上述流程中，操作①所用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗．
②通過上述實驗該小組得出結論：該褐色硬塊中除鐵外，一定含有Al₂O₃，不含Fe₂O₃，你認為該結論是否可靠否（填“是”或“否”），理由是通過該實驗只能確定除鐵外還含有Al₂O₃，無法確定是否含有Fe₂O₃，因經操作①得到的濾渣中含有大量的鐵，即便是含有Fe₂O₃，在將濾渣溶于過量鹽酸時發生反應：Fe₂O₃+6H⁺═3H₂O+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，這樣濾渣溶解后得到的溶液中也可能不含Fe³⁺，滴加KSCN溶液時溶液也不變紅色 （用離子方程式和必要的文字進行說明）．

Answer 1

分析 （1）金屬鋁可以和氫氧化鈉發生反應產生氫氣，據此可檢驗鋁的存在情況；
（2）Fe、Fe₂O₃、Al₂O₃中只有氧化鋁可以和氫氧化鈉發生反應，鐵和氧化鐵與鹽酸發生反應分別生成亞鐵鹽和鐵鹽，金屬鐵可以置換排在金屬鐵后面的金屬，也可以和三價鐵離子反應，遇到硫氰酸鉀不顯示紅色，
①在上述流程中，操作①是過濾操作，所用到的玻璃儀器依據過濾裝置和步驟分析；
②通過該實驗只能確定除鐵外還含有Al₂O₃，無法確定是否含有Fe₂O₃，因經操作①得到的濾渣中含有大量的鐵，即便是含有Fe₂O₃，在將濾渣溶于過量鹽酸時發生反應鐵離子會被鐵還原生成亞鐵離子．

解答 解：（1）金屬鋁可以和氫氧化鈉發生反應產生氫氣，所以可以取少量粉末加入NaOH溶液中，如果產生氣泡證明含單質鋁，反之則不含，
故答案為：NaOH溶液；將粉末加入到NaOH溶液中，沒有氣體產生；
（2）氧化鋁可以和氫氧化鈉發生反應，生成偏鋁酸鈉溶液，和鹽酸反應會出現白色沉淀，隨著鹽酸量的增多，沉淀消失，金屬鐵存在時可以將硫酸銅中的紅色金屬銅置換出來，氧化鐵和鹽酸反應后的溶液中，鐵也可以和三價鐵離子反應，遇到硫氰酸鉀不顯示紅色，
①在上述流程中，操作①是過濾操作，所用到的玻璃儀器為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；　
②通過該實驗只能確定除鐵外還含有Al₂O₃，無法確定是否含有Fe₂O₃，因經操作①得到的濾渣中含有大量的鐵，即便是含有Fe₂O₃，在將濾渣溶于過量鹽酸時發生反應：Fe₂O₃+6H⁺═3H₂O+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，這樣濾渣溶解后得到的溶液中也可能不含Fe³⁺，滴加KSCN溶液時溶液也不變紅色；
故答案為：否；通過該實驗只能確定除鐵外還含有Al₂O₃，無法確定是否含有Fe₂O₃，因經操作①得到的濾渣中含有大量的鐵，即便是含有Fe₂O₃，在將濾渣溶于過量鹽酸時發生反應：Fe₂O₃+6H⁺═3H₂O+2Fe³⁺，2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺，這樣濾渣溶解后得到的溶液中也可能不含Fe³⁺，滴加KSCN溶液時溶液也不變紅色．

點評 本題考查了物質分離與提純方法及其綜合應用用，題目難度中等，側重考查學生分析和解決問題的能力，實驗設計方法和物質性質的理解應用是解題關鍵，綜合性較強，注意掌握常見物質分離與提純方法．