铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，也可以作为研究性学习的重要素材，下面是对该性质在应用过程中出现的新情况进行深入研究所得的试题，值得大家参考。

题目：某校化学兴趣小组在学习对铝热反应的性质时，对教材中实验产生了深入研究的想法，他们准备对铝热最佳配比和对实验现象及产物组成进行研究，他们分成两组，各自确定了研究方案，并进行了明确分工，研究过程如下：

第一小组：为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。

（1）若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为b L。反应的化学方程式是                        ；样品中铝的质量是       g。（2）若取a g样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：           ；氧化铁与铝的质量比是：        。

（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为 c L，该气体与（1）中所得气体的体积比c∶b=         。

第二小组：从教材中对“铝热反应”的现象描述入手进行，教材中有这样的描述：“反应放出大量热，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。”又已知：Al、Fe₂O₃、Al₂O₃、Fe的熔点、沸点数据如下：

（4）将铝热反应引发的方法是                           。

（5）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？答            （填“合理”或“不合理”）

（6）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。填写下列表格：

（7）实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好的是          （填序号），理由是                          。

   A．浓硫酸     B．稀硫酸    C．稀硝酸     D．NaOH溶液 

分析：第一小组的主要研究铝热剂的组成，通过铝、铁的性质不同，即铝能与NaOH溶液反应产生H₂，而铁不能与NaOH溶液反应的差异，分别计算出铝、铁的质量比，然后确定铝热剂的最佳质量比，具体方法为：

（1）铝热剂中只有铝能与NaOH溶液反应，Fe₂O₃不能反应，铝与NaOH溶液反应的化学方程式为：（1）2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑

                2×27                           3×22.4

                 x                                b L

，样品中铝的质量为： 。

（2）铝热剂点燃恰好完全反应，化学方程式为：2Al + Fe₂O₃ Al₂O₃ + 2Fe，由该方程式可推知：氧化铁与铝的质量比是 ，物质的量之比是 。（3）（2）中反应生成铁，能与盐酸反应放出H₂，Fe +2HCl = FeCl₂ +H₂↑，由（2）结论知生成铁的物质的量与铝热剂中铝的物质之比是1∶1，则 Al  → H₂ ，Fe → H₂，所以得c∶b = 1∶  即为c∶ b = 2∶ 3。

第二小组的基本思路是依据铝热反应，即2Al+Fe₂O₃ Al₂O₃+2Fe，首先从引发铝热反应的方法入手，考查我们对教材实验的掌握情况，引发铝热反应的方法有三个要点：①在铝热剂表面铺一层KClO₃，②在中间插入镁带，③点燃镁带。然后将教材中描述本实验的两个重要现象，即“反应放出大量热，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。”作为研究起点，从中进行反思设问，结合相关熔点数据资料，可得出当铁是融熔态时，铝一定是液态，二都可以熔合形成合金，故（2）推测完全合理。证明该熔融物中含铝的方法是利用铝与铁的性质区别，铝能与NaOH溶液反应，而铁不能，将固体于NaOH溶液中，若有气体产生，且有不溶于水的固体物质剩余，则说明有是铝铁合金。原理是2Al+2NaOH+2H₂O =2NaAlO₂+3H₂↑。（4）需从能否溶解、环境保护、操作方便等角度进行思考，熔融物其实是Al、Fe、Fe₂O、Al₂O₃等物质的混合物，选择的试剂必须能溶解上述所有物质，并且不能产生污染性气体，同时试剂还应该是常见，操作应该是最简单，综合分析各种因素，可知选择稀硫酸是最佳试剂。

参考答案：（1） 。（2） 。（3）2∶ 3。（4）①在铝热剂表面铺一层KClO₃，②在中间插入镁带，③点燃镁带。（5）合理。（6）氢氧化钠溶液。取样品置于试管中，加入NaOH溶液；有气体产生。2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑。（7）B。稀硫酸能完全熔解此熔融物，并且不造成环境污染（或浓硫酸会使铁、铝钝化；稀硝酸溶解金属时，会产生氮氧化物，污染空气；NaOH溶液不能溶解单质铁。）

该题紧扣教材，设计思路新颖，完全符合新课程标准要求，并迎合了近几年高考实验试题的出题方式。解答难度不大，应用知识不深，但一定需要把题意搞清楚，描述时尽量使用教材上语言。

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