2023年高考真题变式分类汇编：探究铝热反应
一、选择题
1．（2021·浙江）下列说法错误的是（ ）
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
【答案】A
【知识点】氨的性质及用途；镁、铝的重要化合物；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法符合题意；
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法不符合题意；
C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，C说法不符合题意；
D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法不符合题意。
故答案为：A。
【分析】铝热反应是铝单质和氧化铁反应制取铁单质来焊接铁轨，其他选项均正确
2．（2022·崇明模拟）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是
A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金
C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热
【答案】B
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将Mn、V等金属置换出来，A不符合题意；
B．铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关，B符合题意；
C．铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，C不符合题意；
D．铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，放出大量热，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】铝热反应的原理，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性。通常用来冶炼难熔的金属，也可焊接铁轨。
3．（2022·江苏模拟）反应2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂
C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物
【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．该反应为铝热反应，会放出大量的热，A项符合题意；
B．反应中Al的化合价由0价变为+3价，失电子发生氧化反应，是还原剂，B项不符合题意；
C．该反应由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，C项不符合题意；
D．Al2O3 既能和强碱反应，又能和酸反应，属于两性氧化物，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.铝热反应为放热反应；
B.铝热反应中铝元素的化合价升高，作还原剂；
C.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；
D.Al2O3 能与强碱和强酸反应。
4．（2020·浦东新模拟）下列物质与铝的反应属于铝热反应的是（ ）
A．HCl B．Fe2O3 C．H2O D．NaOH
【答案】B
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A.2Al+6HCl=AlCl3+3H2，该反应不需要高温，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故A不符合题意；
B.2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，属于铝热反应，故B符合题意；
C．铝和水的作用，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故C不符合题意；
D.2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，该反应不需要高温，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】铝热反应是指在高温条件下，铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应，据此分析解答。
5．（2020·邵阳模拟）铝热反应常用于冶炼熔点较高的金属，其中最常见的用途——焊接钢轨的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3，反应中还原剂是( )
A．Fe2O3 B．Al C．Fe D．Al2O3
【答案】B
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】单质铝是常见的还原剂，能发生一系列铝热反应。Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3反应中，铝元素化合价升高，被氧化，是还原剂，B符合题意。
故答案为：B
【分析】在氧化还原反应中，化合价升高的元素失去电子，被氧化作还原剂；化合价降低的元素得到电子，被还原作氧化剂。铝的化合价由0变为+3价，作还原剂。
6．（2019高二上·浦东期末）不能用铝热法制备的金属是（）
A．镁 B．铁 C．铬 D．锰
【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】铁、锰、铬等金属的活泼性比铝弱，在高温下用铝热法制备，而镁的活泼性比铝强，不能被铝置换生成单质，不能用铝热法制备，A符合题意；
故答案为：A
【分析】金属镁的活动性比铝强，不用铝热法制备，用电解熔融氯化镁的方法制备。
7．（2017·昌平模拟）下列解释事实的方程式不正确的是（ ）
A．焊接铁轨：2Fe+Al2O3 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2Al+Fe2O3
B．工业固氮：N2+3H2 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2NH3
C．用纯碱除油污：CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣
D．用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2：Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2
【答案】A
【知识点】氮的固定；盐类水解的应用；氯气的化学性质；探究铝热反应
【解析】【解答】解：A．焊接铁轨应用的是铝热反应，方程式：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，故A错误；
B．氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，方程式：N2+3H2 2NH3，故B正确；
C．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，离子方程式：CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣，故C正确；
D．氯气与碘化钾反应生成碘和氯化钾，碘与到淀粉变蓝，离子方程式：Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2，故D正确；
故选：A．
【分析】A．依据铝热反应方程式解答；
B．氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气；
C．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性；
D．氯气与碘化钾反应生成碘和氯化钾，碘与到淀粉变蓝．
8．（2017·普陀模拟）可用铝热反应冶炼的金属是（ ）
A．W B．Na C．Mg D．Hg
【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】可用铝热反应冶炼难溶的金属，因此可以用冶炼金属W，
故答案为：A。
【分析】铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。几种金属中只有钨的熔点是较高的。
9．（2021高一下·普宁期末）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是（ ）
A．铝热反应常用于冶炼或焊接金属
B．油脂在碱性条件下易水解，可用于制作肥皂
C．糖类、油脂、蛋白质都属于天然高分子化合物
D．煤的气化、液化属于化学变化
【答案】C
【知识点】高分子材料；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应操作设备简单，由于反应放出大量热量，置换出来的金属以液态形式存在，故常用于冶炼或焊接金属，A不符合题意；
B．油脂在碱性条件下水解时，由于水解产生的高级脂肪酸能够与溶液中的碱发生中和反应，使酯的水解反应正向进行，故比酸性条件下易水解，且水解产生的盐是制取肥皂的主要成分，因此可用于制作肥皂，B不符合题意；
C．糖类中的单糖、低聚糖及油脂都不属于天然高分子化合物，C符合题意；
D．煤的气化、液化过程中都有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、铝热反应可以放出大量的热，用于冶炼金属；
B、油脂在碱性条件下水解生成羧酸钠和醇；
C、油脂不是高分子化合物；
D、煤的气化是指将煤转化为可以燃烧的气体，煤的液化指的是将煤转化为可以燃烧的液体。
10．（2021高一下·十堰期末）大部分金属的冶炼都是通过高温下发生的氧化还原反应来进行的，常用的还原剂有焦炭、二氧化碳、氢气等，一些活泼金属也可以作还原剂，下列金属不能通过铝热反应原理制取的是（ ）
A．钠 B．铁 C．铜 D．锌
【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】钠的金属性比铝活泼，不能用铝热反应制备，只能用电解法制备，锌、铁、铜的金属性弱于铝，能用铝热反应制备，
故答案为：A。
【分析】铝热反应的原理为置换反应，可以制备金属性比铝弱的金属。
11．（2021高一下·信阳期末）下列选用的装置和操作能达到实验目的的是（ ）
A B C D
分离乙酸乙酯与饱和碳酸溶液 铝热反应 甲烷与氯气的反应 制取乙酸乙酯
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】探究铝热反应；甲烷的取代反应；乙酸乙酯的制取；性质实验方案的设计
【解析】【解答】A．乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，可以用分液漏斗加以分离，A项选；
B．铝热反应产物的承接器应该是装沙子的蒸发皿，不能用装冷水的烧杯，否则高温的铁水会使烧杯炸裂，同时水会飞溅，B项不选；
C．甲烷与氯气的反应不能用日光直射，以免引起爆炸，C项不选；
D．制取乙酸乙酯不能将导管插入碳酸钠溶液之中，避免产生倒吸现象，D项不选；
故答案为：A。
【分析】A、分液分离的是互不相溶的液体；
B、铝热反应底部应该用装沙子的蒸发皿；
C、甲烷和氯气的反应如果用日光直射有一定危险性；
D、乙酸乙酯的制取中导管不能伸入液面以下。
12．（2021高一下·赣榆期末）下列说法正确的是（ ）
A．武德合金的熔点低，可用作电器的保险丝
B．工业上用热还原法冶炼金属银
C．高速列车制造可大量使用轻质金属材料碳纤维
D．2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，该反应为吸热反应
【答案】A
【知识点】金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A．由50%铋、25%铅、13%锡和12%镉组成的伍德合金，其熔点为71℃，可用作电器的保险丝，A符合题意；
B．制取不活泼的金属，一般采用直接加热金属氧化物使其分解成金属单质得到，B不符合题意；
C．高速列车制造可大量使用轻质金属材料铝合金，C不符合题意；
D.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，该反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.合金的熔点较低；
B.不活泼的金属常采用热分解法冶炼；
C.碳纤维为碳单质，属于无机非金属材料；
D.铝热反应为放热反应。
13．（2021高一下·塔县期末）有关金属矿物相关说法正确的是（ ）
A．活泼金属可以用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼
B．不活泼金属用电解法冶炼
C．铝热反应不是放热反应
D．合金是纯净物
【答案】A
【知识点】合金及其应用；金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A.活泼的金属难以用还原剂还原，常使用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼故A符合题意
B.不活泼的金属一般采用还原剂冶炼，也可以用热分解或者电解法制取，故B不符合题意
C.铝与金属氧化物的铝热反应能发生的原因是铝热反应是放热反应，故C不符合题意
D.合金是金属与金属或者金属与非金属组成的混合物，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】合金是混合物不是纯净物，可以含有金属还可以含有非金属，如生铁和钢，铝热反应是放热反应一般用于野外焊接钢轨，金属冶炼时，活泼的金属一般采用电解法制取，不活泼的金属采用热分解或者电解法制取或者是还原剂还原的方法
14．（2021高二下·奉化期末）铝热剂可用于焊接铁轨，在高温下发生反应2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应属于（ ）
A．化合反应 B．吸热反应
C．分解反应 D．氧化还原反应
【答案】D
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】 根据2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应是放热反应，即可判断反应物是单质和化合物，生成物是单质和化合物，因此是置换反应，同时也是氧化还原反应，故D符合题意
故答案为：D
【分析】根据反应物和生成物的类别即可判断
15．（2020高一下·濮阳期末）某同学为了完成相应的实验目的，所采用的实验装置不合理的是（ ）。
选项 A B C D
实验目的 分离乙醇与水 抽取并观察Fe(OH)2沉淀 比较Zn与Cu的活泼性 抽取少量的铁
实验装置
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；分液和萃取；探究铝热反应；制取氢氧化铁、氢氧化亚铁；化学实验方案的评价
【解析】【解答】A．乙醇与水可任意比互溶，无法用分液漏斗分离，A实验装置不合理；
B．苯的密度大于水，且能阻止硫酸亚铁及氢氧化亚铁与空气接触，可较长时间观察Fe(OH)2沉淀，B实验装置合理；
C．Zn与Cu和硫酸形成原电池装置，Zn失电子作负极，Cu作正极，可比较Zn的还原性大于Cu，C实验装置合理；
D．镁条燃烧放出大量的热，导致氯酸钾分解生成氧气，镁反应更剧烈，产生大量的热导致铝与氧化铁发生置换反应，生成单质铁，D实验装置合理；
故答案为A。
【分析】A.可以采用蒸馏的方法进行分离，利用熔沸点的不同进行
B.可以制取氢氧化亚铁，苯可以很好的隔绝空气
C.自发的进行氧化还原反应，可以比较，负极是活泼性强的金属
D.镁的活动性很强，利用铝热原理进行实验
16．（2020高一下·辽阳期末）下列有关判断正确的是（ ）
A．金属阳离子被还原，一定会得到金属单质
B．金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应
C．海带中含有碘单质，能使淀粉变蓝
D．通过铝热反应可以在野外焊接钢轨
【答案】D
【知识点】金属冶炼的一般原理；海带成分中碘的检验；探究铝热反应
【解析】【解答】A. 通常铁离子的还原产物为亚铁离子，A不符合题意；
B. 金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生还原反应，B不符合题意；
C. 海带中含有化合态碘，不能使淀粉变蓝，C不符合题意；
D. 铝热反应可以在野外焊接钢轨，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.金属阳离子被还原，不一定得到金属单质
B.金属冶炼，金属元素得电子发生还原反应变成单质
C.海带中含有的是碘离子，需要进行氧化得到碘单质使淀粉变蓝
D.铝热反应大量放热，产物铁会处于熔融态
17．（2020高一下·雅安期末）下列有关铝热反应的说法中，错误的是（ ）
A．铝热反应是放热反应
B．铝热反应可用于冶炼某些高熔点金属
C．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出
D．实验中镁条的主要作用是还原氧化铁
【答案】D
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应能使反应生成的Fe在高温下熔化，证明铝热反应为放热反应，A不符合题意；
B．铝具有强还原性，高温下，能还原某些金属氧化物，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，B不符合题意；
C．铝热反应为放热反应，反应剧烈、火星四溅，放出的热量使铁熔化，所以漏斗下方有红热熔融物流出，C不符合题意；
D．实验中镁条为引燃剂，利用燃烧放出的热量引燃铝热反应，而还原氧化铁的物质为金属Al，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】铝热反应是利用利用铝和氧化铁将铁还原出来，其中镁条是起引燃且利用镁条燃烧放出热量达到反应需要的温度。铝热反应是放热反应，且反应剧烈，铝热反应也可以冶炼其他金属
18．（2020高一下·莲湖期末）下列有关判断正确的是（ ）
A．金属阳离子被还原，一定会得到金属单质
B．金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应
C．通过铝热反应可以在野外焊接钢轨
D．工业上采用电解AlCl3的方法冶炼Al单质
【答案】C
【知识点】工业制金属铝；金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铁离子与铜单质反应生成亚铁离子和铜离子，反应中铁离子被还原为亚铁离子，没有得到铁单质，故A不符合题意；
B．金属冶炼过程中，金属化合物中的金属阳离子得到电子变为单质，金属元素的化合价降低，得到电子，发生还原反应，故B不符合题意；
C.2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3此反应会放出大量热量足以熔化铁，故铝热反应可以在野外焊接钢轨，故C符合题意；
D．由于Al的活泼性强，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，所以不用电解AlCl3的方法生产铝，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.金属阳离子被还原，不一定会得到金属单质
B.金属元素在化合物中以正价形式存在，冶炼时变成0价，化学价降低被还原
C.铝热反应是利用铝将铁的氧化物变为铁单质
D.工业上采用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝
二、非选择题
19．（2016·万载模拟）铝热反应是铝的一个重要性质．某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实脸改成以下装置，取磁性氧化铁在如图A实验进行铝热反应，冷却后补到“铁块”混合物．
（1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，共原因是 ．
（2）该铝热反应的化学方程式为 ．
（3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B装置，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量．试回答下列问题：
①量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成，该仪器的名称为 ．
②量气管在读数时必须进行的步骤是 ．
③取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL气体（换算成标准状况下），则铝的百分含量为 ．
④装置中分液漏斗上端和烧瓶用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用．如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 （填“偏大”或“偏小”）．
【答案】（1）蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
（2）8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe
（3）碱式滴定管；冷却至常温和调节量气管使左右液面相平；3.6%；偏大
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量；探究铝热反应
【解析】【解答】解：（1）因为把浓硫酸加入到蔗糖中发生脱水并放出大量的热，可作引火剂，故答案为：蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热；（2）Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3，由原子守恒可得化学方程式为8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe，故答案为：8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe；（3）滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量，由图可知，量气管测定氢气的体积，①因为该仪器盛放NaOH溶液，所以由碱式滴定管改装而成，故答案为：碱式滴定管；②因为气体的体积受温度和压强影响，所以量气管在读数时必须进行的步骤是：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平，故答案为：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平；③根据Al与NaOH溶液反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，m（Al）=n（Al）×27g/mol= 3n（H2）×27g/mol= ×0.0448L÷22.4L/mol×27g/mol=0.036g，则铝的百分含量为 ×100%=3.6%，故答案为：3.6%；④如果装置没有橡胶管，烧瓶内压强增大，造成气体读数偏大，则铝的百分含量将会偏大，故答案为：偏大．
【分析】（1）浓硫酸具有脱水性，并放出热；（2）Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3，结合质量守恒定律分析；（3）滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量，由图可知，量气管测定氢气的体积，读数时调节内外液面相平，可利用滴定管代替量气管，结合2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑计算含量，如果装置没有橡胶管，烧瓶内压强增大，造成气体读数偏大，以此来解答．
20．（2022高一下·鄠邑期末）根据信息填空
（1）用如图所示的装置进行铝热法炼铁实验，写出铝热法炼铁反应的化学方程式： 。
（2）已知：Fe+2FeCl3=3FeCl2，利用这一反应，设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液 。该原电池中，三价铁离子向 (填“正极”或“负极”)移动。负极的电极反应式为
（3）古代《药性论》中有关铅丹(Pb3O4)的描述是治惊悸狂走，呕逆，消渴，铅丹(Pb3O4)也可作为防锈用涂料，呈红褐色，又名红丹。
①铅丹可用PbO在空气中加热制备，请写出有关反应的化学方程式 。
②铅丹曾用于铁制品防锈，请举例说明铁制品防锈的其它方法 (只填一种方法)。
【答案】（1）
（2）；正极；
（3）；涂油层、制成合金(其它答案合理均可)
【知识点】电极反应和电池反应方程式；探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)铝热法炼铁的原料是铝粉和氧化铁，反应的化学方程式：；
(2)根据总反应可知Fe失去电子，可选Fe作负极，FeCl3溶液为电解质溶液，石墨作正极，原电池的装置图为：；该原电池中，阳离子移向正极，负极的电极反应是：；
(3)铅丹Pb3O4可用PbO在空气中加热制备，反应的化学方程式为：；铁制品防锈可利用物理涂层或者原电池原理，故采用：涂油层、制成合金(其它答案合理均可)。
【分析】（1）铝热法炼铁反应的方程式为；
（2）该反应中，Fe失去电子发生氧化反应，Fe可作负极，电解质溶液为FeCl3溶液；原电池中阳离子移向正极；
（3）①PbO在空气中加热可得Pb3O4；
②铁与氧气、水接触会生锈。
21．（2022高一下·平顶山期末）氯化铈常用于石油催化剂、汽车尾气催化剂、中间化合物等行业。为充分利用资源，以废料(主要含，还含少量的、、)为原料制备氯化铈的工艺流程如图所示：
已知：具有强氧化性，通常情况下不和无机酸反应。
回答下列问题：
（1）加入过量稀盐酸后“浸渣A”的成分为 (填化学式)，“浸渣B”的主要用途为 (填一种)。
（2）“酸浸2”中发生反应的离子方程式为 。
（3）及其氧化产物可用于处理硝酸厂烟气中的氮氧化物()，将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中，其转化过程如下图：
该处理过程中可减少下列环境问题产生 (填序号)。
①酸雨 ②光化学烟雾 ③白色污染
（4）取，经铝热反应可得，该铝热反应的化学方程式为 ，该反应中铈的产率为 (用含a、b的代数式表示)。
【答案】（1）SiO2、CeO2；制光导纤维、光学镜片、石英坩埚等（任写一种）
（2）
（3）①②
（4）；
【知识点】常见的生活环境的污染及治理；探究铝热反应；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)根据分析，浸渣A中有SiO2、CeO2；浸渣B中为SiO2，主要用途还有制光导纤维、光学镜片、石英坩埚等（任写一种）；
(2)浸渣A中还有SiO2、CeO2，CeO2与稀盐酸和H2O2发生反应转化为Ce3+，离子方程式为：；
(3)从图中分析可知，过程I是，过程II是，总的过程为：，减少了氮氧化物的排放，故可以减少酸雨和光化学烟雾的产生，
故答案为：①②；
(4)Al还原CeO2得到Ce和Al2O3，方程式为：；根据Ce原子守恒有，agCeO2理论上产生Ce的质量为：，故所制得的Ce的产率为：。
【分析】向废料中加稀盐酸后，Ce元素在浸渣A中，氧化铝、氧化铁与盐酸反应生成氯化铝和氯化铁在浸液A中，浸渣A中还有SiO2、CeO2，CeO2与稀盐酸和H2O2发生反应转化为Ce3+；浸渣B中为SiO2，浸液B中主要为CeCl3，调pH值形成Ce(OH)3，盐酸酸溶后得到CeCl3溶液，经过一系列操作得到CeCl3。
22．（2021高一上·顺义期末）高铁的快速发展方便了人们的出行，工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙，反应的化学方程式如下：，其中，Al (填“被氧化”或“被还原”)，Fe2O3作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。在该反应中，若消耗了2 mol Al，则生成 mol Fe。
【答案】被氧化；氧化剂；2
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】在该反应中，Al元素化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Al2O3中的+3价，化合价升高，失去电子被氧化，所以Al作还原剂；Fe元素化合价由反应前Fe2O3中的+3价变为反应后Fe单质的0价，化合价降低，得到电子被还原，所以Fe2O3作氧化剂。在反应中，每有2 mol Al参加反应，反应会产生2 mol Fe单质。
【分析】氧化剂元素化合价降低，得到电子被还原，得到还原产物； 还原剂元素化合价升高，失去电子，被氧化，得到氧化产物。
23．（2020高一上·桂林期末）现有①NaClO、②Na2O2、③Fe2O3、④NaHCO3、⑤HNO3、⑥Al2O3等多种重要常见化合物。
（1）常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是 。(填写序号，下同)
（2）常用于焙制糕点的是 ；日常生活中常用作消毒的是 。
（3）实验室要放在棕色试剂瓶中保存是 ；除了⑤之外，能与NaOH溶液反应(NaOH参与反应)的是 。
（4）在高温条件下金属铝与③发生置换反应的化学方程式为 。
【答案】（1）②
（2）④；①
（3）⑤；④⑥
（4）
【知识点】钠的重要化合物；探究铝热反应；钠的氧化物
【解析】【解答】(1)淡黄色的固体Na2O2能和人呼出的二氧化碳、水蒸气反应生成氧气，常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源，
故答案为：②。
(2)NaHCO3不稳定，受热也可以分解产生二氧化碳，常用焙制糕点，
故答案为：④；有效成分为NaClO的84消毒液常用作日常生活的消毒剂，
故答案为：①。
(3)HNO3见光易分解，在实验室里需要用棕色瓶保存，
故答案为：⑤；NaHCO3能和NaOH反应：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，两性氧化物Al2O3也能和NaOH反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，
故答案为：④⑥。
(4)在高温条件下金属铝与Fe2O3发生置换反应，称为铝热反应，化学方程式为：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。
【分析】（1）过氧化钠为淡黄色固体；
（2）碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，用于焙制糕点；有效成分为NaClO的84消毒液常用作日常生活的消毒剂；
（3）不稳定、见光易分解的物质需保留在棕色试剂瓶中；碳酸氢钠、氧化铝均能与氢氧化钠反应；
（4）金属铝与氧化铁反应生成单质铁和氧化铝。
24．（2020高一下·郫都期末）利用金属活动性的不同，可以采取不同的方法冶炼金属，其中上述过程中的②就可以用铝热法炼铁，下图中所示装置为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
（1）该实验中还缺 ；所缺实验用品的作用是 ；引发铝热反应的操作为 。
（2）Al、Al2O3、 Fe、 Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750
①该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是 。
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。该实验所用试剂是 , 当观察到 时，说明熔融物中含有金属铝。
③实验室欲完全溶解该熔融物，常选用稀硫酸，而不用稀硝酸，其理由是 。
【答案】（1）Mg和KClO3；提供铝热反应所需要的高温；点燃插在KClO3上的镁条
（2）该反应温度下铝已熔化，未反应的铝与铁熔合在一起；NaOH溶液；有气泡生成；稀硝酸会与铁、铝反应，生成污染环境的NO
【知识点】物质的分离与提纯；探究铝热反应
【解析】【解答】(1)由分析可知，该实验中还缺Mg和KClO3；所缺实验用品的作用是提供铝热反应所需要的高温；引发铝热反应的操作是：点燃插在KClO3上的镁条；
(2)①由表中信息可知，铁的熔点为1535℃，铝的熔点为660℃，铝的沸点为2467℃，反应过程中Fe熔化时铝也会呈液态，未反应的铝与铁熔合在一起形成铁铝合金；
②铝易溶于强碱溶液，也能溶于稀酸，而其他金属是不溶于强碱的，将所得的块状熔融物置于氢氧化钠溶液中，若其中含有金属铝，则铝会与氢氧化钠反应生成氢气，会有气泡生成，若没有气泡生成，说明熔融物中没有金属铝；
③实验室欲完全溶解该熔融物，常选用稀硫酸，而不用稀硝酸，因为硝酸具有强氧化性，稀硝酸会与铁、铝反应，生成污染环境的NO，选用稀硫酸溶解该熔融物所生成的气体是氢气，不会污染环境。
【分析】铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，它是一个放热反应，其中镁条为引燃剂，点燃插在KClO3上的镁条，镁条在空气中可以燃烧，镁条燃烧到混合物内部时，KClO3代替氧气与Mg反应提供铝热反应所需要的高温，所以该实验中还缺Mg和KClO3。
25．（2020高一下·蓝田期末）镁、铝是重要的金属，有诸多用途。回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，发生反应的化学方程式为 ，该反应属于 （填“放热”或“吸热”)反应。
（2）在100mL稀盐酸中加入足量镁条，反应生成H2的体积（标准状况）与反应时间的关系如1图所示：
①2～6min内用稀盐酸表示的平均反应速率为 （精确到0.0001）mol L1 min-1。
②从图可以看出，4min后反应速率逐渐减慢，原因是 。
（3）以Al、Mg为电极，可以组装如图2所示原电池装置：
①若电解质溶液为稀硫酸，则Mg上发生的电极反应式为 ，当有2.4gMg溶解时，Al电极上生成 （标准状况）L氢气。
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子 （填“流出”或“流入”)Al电极。
【答案】（1）；放热
（2）；反应物的浓度减少，反应速率减慢
（3）；2.24L；流出
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率；探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）铝热反应可以焊接钢轨，放出大量的热，铝与氧化铁用于焊接钢轨的化学方程式： ，该反应是放热反应；
（2）①2～6min内氢气的体积变化是26mL，生成氢气的物质的量为 ，则稀盐酸变化的物质的量浓度为： mol，用稀盐酸表示的平均反应速率为： ；
②随着反应的进行，反应物的浓度减少会使反应速率减慢，故图中4min后反应速率逐渐减慢的原因是：反应物的浓度减少，反应速率减慢；
（3）①在酸性溶液镁失去电子生成镁离子，电极反应式为： ，2.4g 的物质的量为0.1mol，转移电子的物质的量为0.2mol，所以生成氢气的物质的量为0.1mol，所以标况下的体积为2.24L；
②在碱性条件下铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，所以铝是负极失去电子，所以若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子流出的是Al电极。
【分析】（1）利用铝的活动性强于铁可将氧化铁中的铁置换出来，该反应是放热反应
（2）①根据物质的量浓度变化量和时间的比值计算②反应的进行，氢离子的浓度减小，故速率降低
（3）①酸做电解质，活泼的做负极，镁做负极，铝做正极
②碱溶液做电解质，与碱溶液反应的铝做负极，镁做正极
26．（2019高一下·北仑期末）
（1）H2O的沸点高于H2S是因为 ；H2O分子比H2S分子稳定是因为 。
（2）Al和铁红发生铝热反应的化学方程式 ，该反应的用途是 (任写一条)。
【答案】（1）水分子间存在氢键；H-O键键能大于H-S键键能
（2）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；焊接钢轨(或冶炼高熔点金属)
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响；探究铝热反应
【解析】【解答】(1) H2O含有氢键，则熔沸点比H2S高；键能越大越稳定，H2O分子比H2S分子稳定是因为H-O键键能大于H-S键键能；
(2)铁红主要成分是Fe2O3，Al和Fe2O3高温条件下发生铝热反应的化学方程式为 ；该反应放出大量热，可用于焊接钢轨(或冶炼高熔点金属)。
【分析】（1）氢键影响氢化物的沸点，键能影响物质的稳定性；
（2）铁红的主要成分是Fe2O3，能与Al高温下发生置换反应，反应过程中放出大量热；
27．（2019高一下·海南期末）某化学小组的同学取一定量的Al和Fe2O3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。请回答下列问题：
（1）Ⅰ.引发铝热反应的实验操作是
（2）做铝热反应时，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是
（3）反应的化学方程式为
（4）Ⅱ.已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下：
物质 Al Fe
熔点(℃) 660 1
535
沸点(℃) 2
467 2
750
某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝：
【答案】（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃
（2）使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火
（3）Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3
（4）合理；取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，若有气体产生，则含有铝。
【知识点】合金及其应用；铝的化学性质；探究铝热反应
【解析】【解答】Ⅰ.（1）为使反应顺利进行，可加入氯酸钾，为助燃剂，点燃镁时反应可发生，镁为引燃剂，所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；
（2）铝热反应温度很高，为防止纸漏斗着火，可将纸漏斗用水湿润；
（3）Fe2O3在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3；
Ⅱ.（4）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。金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，操作方法为：取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，现象为：有气体产生。
【分析】（1）引发铝热反应，利用氯酸钾提供氧气，镁条燃烧提供热量；
（2）铝热反应放出大量的热；
（4）两种金属融合在一起形成合金，证明铝单质的方法是加入强碱溶液看是否有气体生成。
28．（2019高二下·内蒙古期末）铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。
（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应，现象很壮观。指明使用镁条和氯酸钾的目的是 。
（2）某同学用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未见红色。为测定该实验所得“铁块”中铁元素含量，设计实验流程如图所示。
几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
① 试剂A应选择 ，试剂B应选择 (填序号)。
A．稀盐酸 B．氧化铁 C．H2O2溶液 D．氨水
② 写出反应Ⅱ的离子方程式 。
③ 设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4 。
④ 上述实验应灼烧至M质量不变，则能证明M质量不变的标志是 。
⑤ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g，则该“铁块”的纯度是 。
【答案】（1）引发铝热反应
（2）C；D；2Fe2++ H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；足量稀硫酸；几滴(少量)高锰酸钾溶液；溶液紫红色未褪去；连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g；84.0%
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】（1）使用镁条和氯酸钾的目的是点燃镁条燃烧放热促进氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，起到高温引发铝热反应的目的，即使用镁条和氯酸钾的目的是引发铝热反应。（2）①根据表格可知，要使铁元素完全沉淀而铝离子和镁离子不沉淀，需要将亚铁离子转化为铁离子，又因为不能引入新杂质，所以需要加入双氧水，然后调节4≤pH＜4.2即可将铁离子沉淀而铝离子和镁离子不沉淀。调节pH时不能用氧化铁，因为会引入铁元素，因此试剂A应选择双氧水，试剂B应选择氨水，故答案为：C和D。
②反应Ⅱ是双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。
③氧化铁溶于酸生成铁离子，四氧化三铁溶于酸生成铁离子和亚铁离子，因此要设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4只需要证明溶液中含有亚铁离子即可，所以实验方案为取少量M固体于试管中，向其中加入足量稀硫酸，固体完全溶解，溶液呈棕黄色，继续向上层溶液中滴加几滴少量高锰酸钾溶液，振荡观察紫红色溶液未褪去，说明不含有亚铁离子。
④上述实验应灼烧至M质量不变，则能证明M质量不变的标志是连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g。
⑤若最终红色粉未M的质量为12.0 g，即氧化铁是12.0g，物质的量是12.0g÷160g/mol＝0.075mol，所以铁元素的质量是0.075mol×2×56g/mol＝8.4g，则该“铁块”的纯度是8.4g/10g×100%＝84.0%。
【分析】（1）根据铝热反应需要高温条件分析解答。（2）取反应后的“铁块”溶于盐酸，生成铁盐或亚铁盐、镁离子和铝离子，根据离子的性质结合流程图分析解答。
29．（2019高二上·浦东期末）铁与铝是我们生活中最常见的两种金属。
（1）迄今为止人类冶炼最多的金属是 。
（2）纯净的铁的颜色是 ；纯净的铝的颜色是 。
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象 ，化学反应方程式 。
（4）铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 。（选填“比铝活泼的”、“比铝不活泼的”或“任意”）写出铝粉与MnO2发生的铝热反应方程式 。
（5）将5.5g铝铁混合物溶于足量的稀硫酸中，在标准状况下收集到氢气4.48L，则混合物中铝的质量分数为 。
【答案】（1）Fe
（2）银白色；银白色
（3）剧烈燃烧，火星四射；
（4）比铝不活泼；
（5）49%
【知识点】金属的通性；探究铝热反应；有关混合物反应的计算
【解析】【解答】（1）铁及合金是目前人们使用最多的金属，也是人类冶炼最多的金属，答案为Fe；
（2）纯净的铁的颜色是银白色；纯净的铝的颜色是银白色；
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧，火星四射，反应生成四氧化三铁，反应的化学反应方程式为 ；
（4）铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 “比铝不活泼的”；铝粉与MnO2发生铝热反应生成氧化铝和锰，反应的化学方程式为 ；
（5）n（H2）= =0.2mol，设Fe为xmol，Al为ymol，则 ，解得x=0.05mol，y=0.1mol，则混合物中Fe与Al的质量分别为0.05mol×56g/mol=2.8g、0.1mol×27g/mol=2.7g，铝的质量分数为 。
【分析】（1）铁及其合金是使用最多的金属；
（2）根据金属的物理性质分析；
（3）根据铁丝在氧气中燃烧的现象及反应方程式分析；
（4）根据铝热反应的特点分析；
（5）根据铝、铁与稀硫酸反应的化学方程式进行计算；
30．（2018高一下·西安期末）
（1）I. 为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。
试回答下列问题：
该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)。
（3）反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
（4）Ⅱ. 用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：
写出该反应的化学方程式： ，在该反应中 是氧化剂，氯酸钾的作用是 。
（5）选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上)： 。
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的白光；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
【答案】（1）放热
（2）高
（3）低
（4）2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3；Fe2O3；助燃剂，引发铝热反应
（5）①②③④
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应；探究铝热反应
【解析】【解答】I.(1)当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，这说明空气受热膨胀，因此反应中放出能量，即该反应是放热反应；
(2)反应是放热反应，因此A和B的总能量比C和D的总能量高。
(3)由于断键吸热，形成化学键放热，而该反应是放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。
Ⅱ.(4)铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，则该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，铁元素化合价降低，则在该反应中Fe2O3是氧化剂。氯酸钾的作用是助燃剂，引发铝热反应。
(5)铝热反应的实验现象为①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的白光；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体，
故答案为：①②③④
【分析】（1）液面高低判断反应的热效应；
（2）根据反应的热效应判断物质具有能量的高低；
（3）根据反应的热效应判断化学键断裂吸收和成键释放能量的相对大小；
（4）结合铝热反应分析；
（5）结合铝热反应的现象分析；
31．（2018高一下·临沂期末）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液(含有Fe2+、Fe3+、Cu2+)处理和资源回收很有意义。某兴趣小组设计了如下处理方案。
回答下列问题:
（1）固体A的成分是 (填化学式)。
（2）由溶液B生成溶液C的离子方程式为 ；检验溶液C中金属阳离子的试剂是 (填名称)。
（3）检验固体E是否洗涤干净的操作为 ；灼烧时，用于盛放固体E的仪器为 (填名称)。
（4）铁红用途广泛，可用于焊接钢轨，写出该反应的化学方程式 。
【答案】（1）Fe、Cu
（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；硫氰化钾
（3）取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；坩埚
（4）2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应；离子方程式的书写
【解析】【解答】废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，废液中加入过量铁屑后发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu；过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu；滤液中含有Fe2＋，滤液中加入过量的H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3+；沉淀A与过量盐酸反应，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，而铜不反应，(1)根据分析可以知道,沉淀A含有的单质为Fe、Cu，因此，本题正确答案是:Fe、Cu； (2) 溶液B中亚铁离子与H2O2反应生成铁离子,反应的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O， 检验溶液Fe3+的试剂是硫氰化钾,因此，本题正确答案是：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；硫氰化钾；(3)根据反应过程分析，若Fe(OH)3沉淀没有洗涤干净，表面会含有Cl-，所以检验Fe(OH)3沉淀是否洗涤干净的操作为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；
灼烧氢氧化铁要用坩埚；因此，本题正确答案是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；坩埚；(4)铁红发生铝热反应焊接铁轨，反应的化学方程式为：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，因此，本题正确答案是：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3。
【分析】（1）根据流程图最终得到了铁和铜，可知固体A的成分是铁和铜；
（2）亚铁离子会被过氧化氢在酸性条件下氧化为铁离子；检验铁离子时用硫氰化钾溶液，硫氰根离子会和铁离子反应生成血红色的络合物；
（3）要检查E是否洗涤干净，就要证明固体E上是否含有氯离子；
（4）焊接钢轨时利用的是铝热反应。
32．（2018高一下·湖南期末）请根据物质在生产、生活等方面的应用填空。
（1）厨房里常使用小苏打，向其水溶液中滴加酚酞溶液后，溶液呈 (填字母代号)。
a．浅蓝色 b．浅红色 c．浅绿色
（2）检验某补铁剂中的Fe2＋是否被氧化成Fe3＋，可用 溶液(填字母代号)。
a．NaOH b．H2O2 c．KSCN
（3）电解氧化铝时加入冰晶石的作用为 。
（4）完成乙醇发生催化氧化的化学方程式：2CH3CH2OH＋O2 。
（5）常见的酸性锌锰电池的负极材料为Zn，请写出负极的电极反应式： 。
（6）铝热反应是工业上常用的反应之一，请写出Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式： 。
【答案】（1）b
（2）c
（3）降低氧化铝的熔点
（4）2CH3CHO＋2H2O
（5）Zn－2e－=Zn2＋
（6）8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe
【知识点】工业制金属铝；二价铁离子和三价铁离子的检验；乙醇的化学性质；探究铝热反应；探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)厨房里常使用小苏打，碳酸氢钠水解程度大于电离程度，溶液显碱性，向其水溶液中滴加酚酞溶液后，溶液呈浅红色；
(2)检验某补铁剂中的Fe2＋是否被氧化成Fe3＋，只需要检验是否含有Fe3＋即可；
(3)电解氧化铝时加入冰晶石可以降低氧化铝的熔点，故答案为：降低氧化铝的熔点；
(4)乙醇在通作催化剂时，可以被氧气氧化为乙醛，反应的方程式为：
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O；
(5)常见的酸性锌锰电池的负极材料为Zn，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋；
(6)Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式8Al+3Fe3O4 9Fe+4Al2O3，故答案为：8Al+3Fe3O4 =9Fe+4Al2O3 。
【分析】（1）小苏打为NaHCO3,水溶液为碱性，酚酞遇到碱性溶液变红；
（2）铁离子遇到硫氰化钾溶液显血红色；
（3）氧化铝熔沸点高，加入冰晶石可以降低融化温度，减少能量消耗；
（4）熟记乙醇的氧化反应；
（5）熟悉常见电池的组成材料；
（6）能发生铝热反应的金属有铁、钒、铬等的氧化物；
33．（2018高一下·宜昌期末）
（1）写出氯原子的原子结构示意图 ，NH4Cl的电子式 ；
（2）用电子式表示H2O的形成过程 ；
（3）已知一定条件下，白磷转化为红磷释放出能量，则等质量的白磷比红磷具有的能量 （填“高”、“低”），故白磷比红磷稳定性 （填“强”、“弱”），等质量的白磷和红磷充分燃烧均生成五氧化二磷， 放出热量多。
（4）在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是 。（请填序号）
①置换反应，②化合反应， ③分解反应， ④取代反应， ⑤加成反应，⑥加聚反应
（5）电解法冶炼金属铝的化学方程式为 。取等物质的量的MgO和Fe2O3 的混合物进行铝热反应，反应的化学方程式为 ,引发铝热反应的实验操作是 。
【答案】（1） ；
（2）
（3）高；弱；白磷
（4）②⑤⑥
（5）2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑；Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3；加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；金属冶炼的一般原理；有机物的结构和性质；探究铝热反应；原子结构示意图
【解析】【解答】解：（1）氯原子的原子序数为17，其原子核外有3个电子层，各层容纳电子数分别为2、8、7，氯原子结构示意图为： ；
氯化铵为离子化合物，阴阳离子都需要标出所带电荷及最外层电子，氯化铵的电子式为： ，
故答案为： ； ；（2）氢原子和氧原子之间以共用电子对而形成水分子，用电子式表示形成过程为： ，
故答案为： ；（3）已知一定条件下，白磷转化为红磷释放出能量，说明反应物能量大于生成物总能量，则等质量的白磷比红磷具有的能量高，能量越高的物质越不稳定，故白磷比红磷稳定性弱；等质量的白磷和红磷充分燃烧均生成五氧化二磷，由于白磷能量高，属于白磷放出热量多，
故答案为：高；弱；白磷．（4）“原子经济性”原则的是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%；题中反应符合的是化合反应；加成反应；加聚反应。
故答案为：②⑤⑥。（5）电解法冶炼金属铝的化学方程式为2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ ；氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3,为使反应顺利进行,可加入氯酸钾,为助燃剂,点燃镁时反应可发生,镁为引燃剂,所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃,
因此，本题正确答案是：2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ ；Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3；加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃。
【分析】（1）氯原子有17个核外电子，第一二三层分别有2、8、7个电子；氯化铵是由铵根离子和氯离子之间通过离子键形成的离子化合物；
（2）水分子是由两个氢原子与一个氧原子之间形成两个共价键而形成的共价化合物；
（3）物质的能量越低，物质就越稳定；
（4）符合“原子经济型”的反应要求将所有的反应物转化为生成物；
（5）金属铝的制取方法是电解熔融的氧化铝；铝热反应以铝粉和氧化铁为主要反应物的发热反应。当温度超过1250℃时，铝粉激烈氧化，燃烧而放出大量热。
34．（2021高一下·郑州期中）铝是重要的金属，有诸多用途．回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，写出发生反应的化学方程式 。
（2）如图1为金属铝与1L盐酸反应生成氢气的物质的量与反应时间的关系。
①0~20s范围内用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 (假定反应前后溶液体积不变)；
②从图可以看出，0~7s反应速率最大，其原因是 。
（3）以Al、Mg为电极，可以组装一种原电池装置(如图2所示)。
①若电解质溶液为稀硫酸时，则Mg电极上发生的电极反应式为 ，当外电路有0.3mol电子转移时，Al电极上生成 L(标准状况)H2；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子 (填“流出”或“流入”)Al电极。
【答案】（1）Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3
（2）0.055mol L-1 s-1；该时间段内，反应物盐酸的浓度最大
（3）Mg-2e-=Mg2+；3.36；流出
【知识点】探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)铝与氧化铁反应，生成氧化铝和铁，发生反应的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3。答案为：Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3；
(2)①由图可知，0~20s范围内生成H2的物质的量为0.55mol，则消耗盐酸中HCl的物质的量为1.1mol，用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 =0.055mol L-1 s-1；
②虽然铝与盐酸反应放热，但起初溶液的温度并不高，而0~7s反应速率最大，则其原因是该时间段内，反应物盐酸的浓度最大。答案为：0.055mol L-1 s-1；该时间段内，反应物盐酸的浓度最大；
(3)①若电解质溶液为稀硫酸时，则Mg为负极，Al为正极，在Mg电极上镁失电子生成Mg2+，发生的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+；此时Al电极生成H2，由此可建立如下关系式：H2—2e-，当外电路有0.3mol电子转移时，Al电极上生成H2的体积为 =3.36L；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则Al为负极，Mg为正极，外电路中的电子从Al电极流出。答案为：Mg-2e-=Mg2+；3.36；流出。
【分析】（1）根据反应物和生成物即可写出方程式
（2）①根究根据的物质的量计算出盐酸变化量即可计算出速率
②浓度的大小直接影响速率，因此浓度越大速率越大
（3）①镁和铝做电极，硫酸做电解质溶液时，镁做负极，铝做正极即可写出电极反应式即可计算出氢气的量
②镁和铝做电极，铝做负极，即可判断电子的流向
35．（2016高二上·弥勒期中）为了确定某铝热剂（含Fe2O3和Al）的组成，分别进行如下操作：
（1）若取ag样品，向其中加入足量NaOH溶液，测得生成的生气（标准状况，下同）体积为bL，反应的化学方程式是 ，离子方程式是 ，样品中Al的质量是 g．
（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是 ；引发铝热反应的实验操作是 ．
（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cL，该气体与（1）中所得气体的体积比c：b= ．
【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；
（2）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；加入少量KClO3，插入Mg条，将其点燃
（3）2：3
【知识点】探究铝热反应；化学方程式的有关计算
【解析】【解答】解：（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，根据方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，当生成的氢气（标准状况，下同）体积为bL时，则样品中Al的质量为： = g，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； ；（2）铝热反应的方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应需要在高温下发生，可以加入少量KClO3，在插入Mg条，将其点燃，镁燃烧会放出的量的热量，故答案为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；加入少量KClO3，插入Mg条，将其点燃；（3）根据反应：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，铝的物质的量是 mol= mol，产生铁的物质的量是 mol，这些铁产生氢气的物质的量是 mol，即c= mol×22.4L/mol= ，所以c：b=2：3，故答案为：2：3．
【分析】（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，根据氢气的体积计算金属铝的质量；（2）金属铝和氧化铁的混合物反应生成金属铁和氧化铝，利用金属镁燃烧放出的热量引发金属铝和氧化铁之间的反应；（3）金属铁可以和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，根据金属的量之比确定氢气的量之比．
2023年高考真题变式分类汇编：探究铝热反应
一、选择题
1．（2021·浙江）下列说法错误的是（ ）
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
2．（2022·崇明模拟）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是
A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金
C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热
3．（2022·江苏模拟）反应2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂
C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物
4．（2020·浦东新模拟）下列物质与铝的反应属于铝热反应的是（ ）
A．HCl B．Fe2O3 C．H2O D．NaOH
5．（2020·邵阳模拟）铝热反应常用于冶炼熔点较高的金属，其中最常见的用途——焊接钢轨的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3，反应中还原剂是( )
A．Fe2O3 B．Al C．Fe D．Al2O3
6．（2019高二上·浦东期末）不能用铝热法制备的金属是（）
A．镁 B．铁 C．铬 D．锰
7．（2017·昌平模拟）下列解释事实的方程式不正确的是（ ）
A．焊接铁轨：2Fe+Al2O3 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2Al+Fe2O3
B．工业固氮：N2+3H2 {#mathmL#}{#/mathmL#} 2NH3
C．用纯碱除油污：CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣
D．用湿润的淀粉KI试纸检验Cl2：Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2
8．（2017·普陀模拟）可用铝热反应冶炼的金属是（ ）
A．W B．Na C．Mg D．Hg
9．（2021高一下·普宁期末）化学与生产生活密切相关，下列说法错误的是（ ）
A．铝热反应常用于冶炼或焊接金属
B．油脂在碱性条件下易水解，可用于制作肥皂
C．糖类、油脂、蛋白质都属于天然高分子化合物
D．煤的气化、液化属于化学变化
10．（2021高一下·十堰期末）大部分金属的冶炼都是通过高温下发生的氧化还原反应来进行的，常用的还原剂有焦炭、二氧化碳、氢气等，一些活泼金属也可以作还原剂，下列金属不能通过铝热反应原理制取的是（ ）
A．钠 B．铁 C．铜 D．锌
11．（2021高一下·信阳期末）下列选用的装置和操作能达到实验目的的是（ ）
A B C D
分离乙酸乙酯与饱和碳酸溶液 铝热反应 甲烷与氯气的反应 制取乙酸乙酯
A．A B．B C．C D．D
12．（2021高一下·赣榆期末）下列说法正确的是（ ）
A．武德合金的熔点低，可用作电器的保险丝
B．工业上用热还原法冶炼金属银
C．高速列车制造可大量使用轻质金属材料碳纤维
D．2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，该反应为吸热反应
13．（2021高一下·塔县期末）有关金属矿物相关说法正确的是（ ）
A．活泼金属可以用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼
B．不活泼金属用电解法冶炼
C．铝热反应不是放热反应
D．合金是纯净物
14．（2021高二下·奉化期末）铝热剂可用于焊接铁轨，在高温下发生反应2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应属于（ ）
A．化合反应 B．吸热反应
C．分解反应 D．氧化还原反应
15．（2020高一下·濮阳期末）某同学为了完成相应的实验目的，所采用的实验装置不合理的是（ ）。
选项 A B C D
实验目的 分离乙醇与水 抽取并观察Fe(OH)2沉淀 比较Zn与Cu的活泼性 抽取少量的铁
实验装置
A．A B．B C．C D．D
16．（2020高一下·辽阳期末）下列有关判断正确的是（ ）
A．金属阳离子被还原，一定会得到金属单质
B．金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应
C．海带中含有碘单质，能使淀粉变蓝
D．通过铝热反应可以在野外焊接钢轨
17．（2020高一下·雅安期末）下列有关铝热反应的说法中，错误的是（ ）
A．铝热反应是放热反应
B．铝热反应可用于冶炼某些高熔点金属
C．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出
D．实验中镁条的主要作用是还原氧化铁
18．（2020高一下·莲湖期末）下列有关判断正确的是（ ）
A．金属阳离子被还原，一定会得到金属单质
B．金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生氧化反应
C．通过铝热反应可以在野外焊接钢轨
D．工业上采用电解AlCl3的方法冶炼Al单质
二、非选择题
19．（2016·万载模拟）铝热反应是铝的一个重要性质．某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧，火星四射等缺点，将实脸改成以下装置，取磁性氧化铁在如图A实验进行铝热反应，冷却后补到“铁块”混合物．
（1）实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，共原因是 ．
（2）该铝热反应的化学方程式为 ．
（3）取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B装置，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量．试回答下列问题：
①量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成，该仪器的名称为 ．
②量气管在读数时必须进行的步骤是 ．
③取1g样品进行上述实验，共收集到44.8mL气体（换算成标准状况下），则铝的百分含量为 ．
④装置中分液漏斗上端和烧瓶用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用．如果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 （填“偏大”或“偏小”）．
20．（2022高一下·鄠邑期末）根据信息填空
（1）用如图所示的装置进行铝热法炼铁实验，写出铝热法炼铁反应的化学方程式： 。
（2）已知：Fe+2FeCl3=3FeCl2，利用这一反应，设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液 。该原电池中，三价铁离子向 (填“正极”或“负极”)移动。负极的电极反应式为
（3）古代《药性论》中有关铅丹(Pb3O4)的描述是治惊悸狂走，呕逆，消渴，铅丹(Pb3O4)也可作为防锈用涂料，呈红褐色，又名红丹。
①铅丹可用PbO在空气中加热制备，请写出有关反应的化学方程式 。
②铅丹曾用于铁制品防锈，请举例说明铁制品防锈的其它方法 (只填一种方法)。
21．（2022高一下·平顶山期末）氯化铈常用于石油催化剂、汽车尾气催化剂、中间化合物等行业。为充分利用资源，以废料(主要含，还含少量的、、)为原料制备氯化铈的工艺流程如图所示：
已知：具有强氧化性，通常情况下不和无机酸反应。
回答下列问题：
（1）加入过量稀盐酸后“浸渣A”的成分为 (填化学式)，“浸渣B”的主要用途为 (填一种)。
（2）“酸浸2”中发生反应的离子方程式为 。
（3）及其氧化产物可用于处理硝酸厂烟气中的氮氧化物()，将烟气与的混合气体通入与的混合溶液中，其转化过程如下图：
该处理过程中可减少下列环境问题产生 (填序号)。
①酸雨 ②光化学烟雾 ③白色污染
（4）取，经铝热反应可得，该铝热反应的化学方程式为 ，该反应中铈的产率为 (用含a、b的代数式表示)。
22．（2021高一上·顺义期末）高铁的快速发展方便了人们的出行，工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙，反应的化学方程式如下：，其中，Al (填“被氧化”或“被还原”)，Fe2O3作 (填“氧化剂”或“还原剂”)。在该反应中，若消耗了2 mol Al，则生成 mol Fe。
23．（2020高一上·桂林期末）现有①NaClO、②Na2O2、③Fe2O3、④NaHCO3、⑤HNO3、⑥Al2O3等多种重要常见化合物。
（1）常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是 。(填写序号，下同)
（2）常用于焙制糕点的是 ；日常生活中常用作消毒的是 。
（3）实验室要放在棕色试剂瓶中保存是 ；除了⑤之外，能与NaOH溶液反应(NaOH参与反应)的是 。
（4）在高温条件下金属铝与③发生置换反应的化学方程式为 。
24．（2020高一下·郫都期末）利用金属活动性的不同，可以采取不同的方法冶炼金属，其中上述过程中的②就可以用铝热法炼铁，下图中所示装置为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
（1）该实验中还缺 ；所缺实验用品的作用是 ；引发铝热反应的操作为 。
（2）Al、Al2O3、 Fe、 Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750
①该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是 。
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。该实验所用试剂是 , 当观察到 时，说明熔融物中含有金属铝。
③实验室欲完全溶解该熔融物，常选用稀硫酸，而不用稀硝酸，其理由是 。
25．（2020高一下·蓝田期末）镁、铝是重要的金属，有诸多用途。回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，发生反应的化学方程式为 ，该反应属于 （填“放热”或“吸热”)反应。
（2）在100mL稀盐酸中加入足量镁条，反应生成H2的体积（标准状况）与反应时间的关系如1图所示：
①2～6min内用稀盐酸表示的平均反应速率为 （精确到0.0001）mol L1 min-1。
②从图可以看出，4min后反应速率逐渐减慢，原因是 。
（3）以Al、Mg为电极，可以组装如图2所示原电池装置：
①若电解质溶液为稀硫酸，则Mg上发生的电极反应式为 ，当有2.4gMg溶解时，Al电极上生成 （标准状况）L氢气。
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子 （填“流出”或“流入”)Al电极。
26．（2019高一下·北仑期末）
（1）H2O的沸点高于H2S是因为 ；H2O分子比H2S分子稳定是因为 。
（2）Al和铁红发生铝热反应的化学方程式 ，该反应的用途是 (任写一条)。
27．（2019高一下·海南期末）某化学小组的同学取一定量的Al和Fe2O3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。请回答下列问题：
（1）Ⅰ.引发铝热反应的实验操作是
（2）做铝热反应时，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是
（3）反应的化学方程式为
（4）Ⅱ.已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下：
物质 Al Fe
熔点(℃) 660 1
535
沸点(℃) 2
467 2
750
某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？ (填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝：
28．（2019高二下·内蒙古期末）铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。
（1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应，现象很壮观。指明使用镁条和氯酸钾的目的是 。
（2）某同学用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液未见红色。为测定该实验所得“铁块”中铁元素含量，设计实验流程如图所示。
几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
① 试剂A应选择 ，试剂B应选择 (填序号)。
A．稀盐酸 B．氧化铁 C．H2O2溶液 D．氨水
② 写出反应Ⅱ的离子方程式 。
③ 设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4 。
④ 上述实验应灼烧至M质量不变，则能证明M质量不变的标志是 。
⑤ 若最终红色粉未M的质量为12.0 g，则该“铁块”的纯度是 。
29．（2019高二上·浦东期末）铁与铝是我们生活中最常见的两种金属。
（1）迄今为止人类冶炼最多的金属是 。
（2）纯净的铁的颜色是 ；纯净的铝的颜色是 。
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象 ，化学反应方程式 。
（4）铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 。（选填“比铝活泼的”、“比铝不活泼的”或“任意”）写出铝粉与MnO2发生的铝热反应方程式 。
（5）将5.5g铝铁混合物溶于足量的稀硫酸中，在标准状况下收集到氢气4.48L，则混合物中铝的质量分数为 。
30．（2018高一下·西安期末）
（1）I. 为了研究化学反应A+B=C+D的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。
试回答下列问题：
该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
（2）A和B的总能量比C和D的总能量 (填“高”或“低”)。
（3）反应物化学键断裂吸收的能量 (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
（4）Ⅱ. 用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题：
写出该反应的化学方程式： ，在该反应中 是氧化剂，氯酸钾的作用是 。
（5）选出该实验的实验现象(把序号填写在横线上)： 。
①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的白光；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。
31．（2018高一下·临沂期末）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液(含有Fe2+、Fe3+、Cu2+)处理和资源回收很有意义。某兴趣小组设计了如下处理方案。
回答下列问题:
（1）固体A的成分是 (填化学式)。
（2）由溶液B生成溶液C的离子方程式为 ；检验溶液C中金属阳离子的试剂是 (填名称)。
（3）检验固体E是否洗涤干净的操作为 ；灼烧时，用于盛放固体E的仪器为 (填名称)。
（4）铁红用途广泛，可用于焊接钢轨，写出该反应的化学方程式 。
32．（2018高一下·湖南期末）请根据物质在生产、生活等方面的应用填空。
（1）厨房里常使用小苏打，向其水溶液中滴加酚酞溶液后，溶液呈 (填字母代号)。
a．浅蓝色 b．浅红色 c．浅绿色
（2）检验某补铁剂中的Fe2＋是否被氧化成Fe3＋，可用 溶液(填字母代号)。
a．NaOH b．H2O2 c．KSCN
（3）电解氧化铝时加入冰晶石的作用为 。
（4）完成乙醇发生催化氧化的化学方程式：2CH3CH2OH＋O2 。
（5）常见的酸性锌锰电池的负极材料为Zn，请写出负极的电极反应式： 。
（6）铝热反应是工业上常用的反应之一，请写出Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式： 。
33．（2018高一下·宜昌期末）
（1）写出氯原子的原子结构示意图 ，NH4Cl的电子式 ；
（2）用电子式表示H2O的形成过程 ；
（3）已知一定条件下，白磷转化为红磷释放出能量，则等质量的白磷比红磷具有的能量 （填“高”、“低”），故白磷比红磷稳定性 （填“强”、“弱”），等质量的白磷和红磷充分燃烧均生成五氧化二磷， 放出热量多。
（4）在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是 。（请填序号）
①置换反应，②化合反应， ③分解反应， ④取代反应， ⑤加成反应，⑥加聚反应
（5）电解法冶炼金属铝的化学方程式为 。取等物质的量的MgO和Fe2O3 的混合物进行铝热反应，反应的化学方程式为 ,引发铝热反应的实验操作是 。
34．（2021高一下·郑州期中）铝是重要的金属，有诸多用途．回答下列问题：
（1）利用铝与氧化铁可以焊接钢轨，写出发生反应的化学方程式 。
（2）如图1为金属铝与1L盐酸反应生成氢气的物质的量与反应时间的关系。
①0~20s范围内用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 (假定反应前后溶液体积不变)；
②从图可以看出，0~7s反应速率最大，其原因是 。
（3）以Al、Mg为电极，可以组装一种原电池装置(如图2所示)。
①若电解质溶液为稀硫酸时，则Mg电极上发生的电极反应式为 ，当外电路有0.3mol电子转移时，Al电极上生成 L(标准状况)H2；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子 (填“流出”或“流入”)Al电极。
35．（2016高二上·弥勒期中）为了确定某铝热剂（含Fe2O3和Al）的组成，分别进行如下操作：
（1）若取ag样品，向其中加入足量NaOH溶液，测得生成的生气（标准状况，下同）体积为bL，反应的化学方程式是 ，离子方程式是 ，样品中Al的质量是 g．
（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是 ；引发铝热反应的实验操作是 ．
（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cL，该气体与（1）中所得气体的体积比c：b= ．
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】氨的性质及用途；镁、铝的重要化合物；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法符合题意；
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法不符合题意；
C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，C说法不符合题意；
D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法不符合题意。
故答案为：A。
【分析】铝热反应是铝单质和氧化铁反应制取铁单质来焊接铁轨，其他选项均正确
2．【答案】B
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将Mn、V等金属置换出来，A不符合题意；
B．铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关，B符合题意；
C．铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，C不符合题意；
D．铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，放出大量热，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】铝热反应的原理，是铝单质在高温的条件下进行的一种氧化还原反应，体现出了铝的强还原性。通常用来冶炼难熔的金属，也可焊接铁轨。
3．【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．该反应为铝热反应，会放出大量的热，A项符合题意；
B．反应中Al的化合价由0价变为+3价，失电子发生氧化反应，是还原剂，B项不符合题意；
C．该反应由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，C项不符合题意；
D．Al2O3 既能和强碱反应，又能和酸反应，属于两性氧化物，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.铝热反应为放热反应；
B.铝热反应中铝元素的化合价升高，作还原剂；
C.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；
D.Al2O3 能与强碱和强酸反应。
4．【答案】B
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A.2Al+6HCl=AlCl3+3H2，该反应不需要高温，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故A不符合题意；
B.2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，属于铝热反应，故B符合题意；
C．铝和水的作用，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故C不符合题意；
D.2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，该反应不需要高温，不是高温下铝与金属氧化物之间的置换反应，不属于铝热反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】铝热反应是指在高温条件下，铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应，据此分析解答。
5．【答案】B
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】单质铝是常见的还原剂，能发生一系列铝热反应。Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3反应中，铝元素化合价升高，被氧化，是还原剂，B符合题意。
故答案为：B
【分析】在氧化还原反应中，化合价升高的元素失去电子，被氧化作还原剂；化合价降低的元素得到电子，被还原作氧化剂。铝的化合价由0变为+3价，作还原剂。
6．【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】铁、锰、铬等金属的活泼性比铝弱，在高温下用铝热法制备，而镁的活泼性比铝强，不能被铝置换生成单质，不能用铝热法制备，A符合题意；
故答案为：A
【分析】金属镁的活动性比铝强，不用铝热法制备，用电解熔融氯化镁的方法制备。
7．【答案】A
【知识点】氮的固定；盐类水解的应用；氯气的化学性质；探究铝热反应
【解析】【解答】解：A．焊接铁轨应用的是铝热反应，方程式：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，故A错误；
B．氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，方程式：N2+3H2 2NH3，故B正确；
C．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，离子方程式：CO32﹣+H2O HCO3﹣+OH﹣，故C正确；
D．氯气与碘化钾反应生成碘和氯化钾，碘与到淀粉变蓝，离子方程式：Cl2+2I﹣═2Cl﹣+I2，故D正确；
故选：A．
【分析】A．依据铝热反应方程式解答；
B．氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气；
C．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性；
D．氯气与碘化钾反应生成碘和氯化钾，碘与到淀粉变蓝．
8．【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】可用铝热反应冶炼难溶的金属，因此可以用冶炼金属W，
故答案为：A。
【分析】铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。几种金属中只有钨的熔点是较高的。
9．【答案】C
【知识点】高分子材料；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应操作设备简单，由于反应放出大量热量，置换出来的金属以液态形式存在，故常用于冶炼或焊接金属，A不符合题意；
B．油脂在碱性条件下水解时，由于水解产生的高级脂肪酸能够与溶液中的碱发生中和反应，使酯的水解反应正向进行，故比酸性条件下易水解，且水解产生的盐是制取肥皂的主要成分，因此可用于制作肥皂，B不符合题意；
C．糖类中的单糖、低聚糖及油脂都不属于天然高分子化合物，C符合题意；
D．煤的气化、液化过程中都有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、铝热反应可以放出大量的热，用于冶炼金属；
B、油脂在碱性条件下水解生成羧酸钠和醇；
C、油脂不是高分子化合物；
D、煤的气化是指将煤转化为可以燃烧的气体，煤的液化指的是将煤转化为可以燃烧的液体。
10．【答案】A
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】钠的金属性比铝活泼，不能用铝热反应制备，只能用电解法制备，锌、铁、铜的金属性弱于铝，能用铝热反应制备，
故答案为：A。
【分析】铝热反应的原理为置换反应，可以制备金属性比铝弱的金属。
11．【答案】A
【知识点】探究铝热反应；甲烷的取代反应；乙酸乙酯的制取；性质实验方案的设计
【解析】【解答】A．乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，可以用分液漏斗加以分离，A项选；
B．铝热反应产物的承接器应该是装沙子的蒸发皿，不能用装冷水的烧杯，否则高温的铁水会使烧杯炸裂，同时水会飞溅，B项不选；
C．甲烷与氯气的反应不能用日光直射，以免引起爆炸，C项不选；
D．制取乙酸乙酯不能将导管插入碳酸钠溶液之中，避免产生倒吸现象，D项不选；
故答案为：A。
【分析】A、分液分离的是互不相溶的液体；
B、铝热反应底部应该用装沙子的蒸发皿；
C、甲烷和氯气的反应如果用日光直射有一定危险性；
D、乙酸乙酯的制取中导管不能伸入液面以下。
12．【答案】A
【知识点】金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A．由50%铋、25%铅、13%锡和12%镉组成的伍德合金，其熔点为71℃，可用作电器的保险丝，A符合题意；
B．制取不活泼的金属，一般采用直接加热金属氧化物使其分解成金属单质得到，B不符合题意；
C．高速列车制造可大量使用轻质金属材料铝合金，C不符合题意；
D.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，该反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.合金的熔点较低；
B.不活泼的金属常采用热分解法冶炼；
C.碳纤维为碳单质，属于无机非金属材料；
D.铝热反应为放热反应。
13．【答案】A
【知识点】合金及其应用；金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A.活泼的金属难以用还原剂还原，常使用电解法冶炼，如钠、镁、铝的冶炼故A符合题意
B.不活泼的金属一般采用还原剂冶炼，也可以用热分解或者电解法制取，故B不符合题意
C.铝与金属氧化物的铝热反应能发生的原因是铝热反应是放热反应，故C不符合题意
D.合金是金属与金属或者金属与非金属组成的混合物，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】合金是混合物不是纯净物，可以含有金属还可以含有非金属，如生铁和钢，铝热反应是放热反应一般用于野外焊接钢轨，金属冶炼时，活泼的金属一般采用电解法制取，不活泼的金属采用热分解或者电解法制取或者是还原剂还原的方法
14．【答案】D
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】 根据2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应是放热反应，即可判断反应物是单质和化合物，生成物是单质和化合物，因此是置换反应，同时也是氧化还原反应，故D符合题意
故答案为：D
【分析】根据反应物和生成物的类别即可判断
15．【答案】A
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；分液和萃取；探究铝热反应；制取氢氧化铁、氢氧化亚铁；化学实验方案的评价
【解析】【解答】A．乙醇与水可任意比互溶，无法用分液漏斗分离，A实验装置不合理；
B．苯的密度大于水，且能阻止硫酸亚铁及氢氧化亚铁与空气接触，可较长时间观察Fe(OH)2沉淀，B实验装置合理；
C．Zn与Cu和硫酸形成原电池装置，Zn失电子作负极，Cu作正极，可比较Zn的还原性大于Cu，C实验装置合理；
D．镁条燃烧放出大量的热，导致氯酸钾分解生成氧气，镁反应更剧烈，产生大量的热导致铝与氧化铁发生置换反应，生成单质铁，D实验装置合理；
故答案为A。
【分析】A.可以采用蒸馏的方法进行分离，利用熔沸点的不同进行
B.可以制取氢氧化亚铁，苯可以很好的隔绝空气
C.自发的进行氧化还原反应，可以比较，负极是活泼性强的金属
D.镁的活动性很强，利用铝热原理进行实验
16．【答案】D
【知识点】金属冶炼的一般原理；海带成分中碘的检验；探究铝热反应
【解析】【解答】A. 通常铁离子的还原产物为亚铁离子，A不符合题意；
B. 金属冶炼过程中，金属化合物得到电子发生还原反应，B不符合题意；
C. 海带中含有化合态碘，不能使淀粉变蓝，C不符合题意；
D. 铝热反应可以在野外焊接钢轨，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.金属阳离子被还原，不一定得到金属单质
B.金属冶炼，金属元素得电子发生还原反应变成单质
C.海带中含有的是碘离子，需要进行氧化得到碘单质使淀粉变蓝
D.铝热反应大量放热，产物铁会处于熔融态
17．【答案】D
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】A．铝热反应能使反应生成的Fe在高温下熔化，证明铝热反应为放热反应，A不符合题意；
B．铝具有强还原性，高温下，能还原某些金属氧化物，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，B不符合题意；
C．铝热反应为放热反应，反应剧烈、火星四溅，放出的热量使铁熔化，所以漏斗下方有红热熔融物流出，C不符合题意；
D．实验中镁条为引燃剂，利用燃烧放出的热量引燃铝热反应，而还原氧化铁的物质为金属Al，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】铝热反应是利用利用铝和氧化铁将铁还原出来，其中镁条是起引燃且利用镁条燃烧放出热量达到反应需要的温度。铝热反应是放热反应，且反应剧烈，铝热反应也可以冶炼其他金属
18．【答案】C
【知识点】工业制金属铝；金属冶炼的一般原理；探究铝热反应
【解析】【解答】A．铁离子与铜单质反应生成亚铁离子和铜离子，反应中铁离子被还原为亚铁离子，没有得到铁单质，故A不符合题意；
B．金属冶炼过程中，金属化合物中的金属阳离子得到电子变为单质，金属元素的化合价降低，得到电子，发生还原反应，故B不符合题意；
C.2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3此反应会放出大量热量足以熔化铁，故铝热反应可以在野外焊接钢轨，故C符合题意；
D．由于Al的活泼性强，AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，所以不用电解AlCl3的方法生产铝，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.金属阳离子被还原，不一定会得到金属单质
B.金属元素在化合物中以正价形式存在，冶炼时变成0价，化学价降低被还原
C.铝热反应是利用铝将铁的氧化物变为铁单质
D.工业上采用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝
19．【答案】（1）蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
（2）8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe
（3）碱式滴定管；冷却至常温和调节量气管使左右液面相平；3.6%；偏大
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量；探究铝热反应
【解析】【解答】解：（1）因为把浓硫酸加入到蔗糖中发生脱水并放出大量的热，可作引火剂，故答案为：蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热；（2）Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3，由原子守恒可得化学方程式为8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe，故答案为：8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe；（3）滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量，由图可知，量气管测定氢气的体积，①因为该仪器盛放NaOH溶液，所以由碱式滴定管改装而成，故答案为：碱式滴定管；②因为气体的体积受温度和压强影响，所以量气管在读数时必须进行的步骤是：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平，故答案为：冷却至常温和调节量气管使左右液面相平；③根据Al与NaOH溶液反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，m（Al）=n（Al）×27g/mol= 3n（H2）×27g/mol= ×0.0448L÷22.4L/mol×27g/mol=0.036g，则铝的百分含量为 ×100%=3.6%，故答案为：3.6%；④如果装置没有橡胶管，烧瓶内压强增大，造成气体读数偏大，则铝的百分含量将会偏大，故答案为：偏大．
【分析】（1）浓硫酸具有脱水性，并放出热；（2）Al还原Fe3O4生成Fe和Al2O3，结合质量守恒定律分析；（3）滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量，由图可知，量气管测定氢气的体积，读数时调节内外液面相平，可利用滴定管代替量气管，结合2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑计算含量，如果装置没有橡胶管，烧瓶内压强增大，造成气体读数偏大，以此来解答．
20．【答案】（1）
（2）；正极；
（3）；涂油层、制成合金(其它答案合理均可)
【知识点】电极反应和电池反应方程式；探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)铝热法炼铁的原料是铝粉和氧化铁，反应的化学方程式：；
(2)根据总反应可知Fe失去电子，可选Fe作负极，FeCl3溶液为电解质溶液，石墨作正极，原电池的装置图为：；该原电池中，阳离子移向正极，负极的电极反应是：；
(3)铅丹Pb3O4可用PbO在空气中加热制备，反应的化学方程式为：；铁制品防锈可利用物理涂层或者原电池原理，故采用：涂油层、制成合金(其它答案合理均可)。
【分析】（1）铝热法炼铁反应的方程式为；
（2）该反应中，Fe失去电子发生氧化反应，Fe可作负极，电解质溶液为FeCl3溶液；原电池中阳离子移向正极；
（3）①PbO在空气中加热可得Pb3O4；
②铁与氧气、水接触会生锈。
21．【答案】（1）SiO2、CeO2；制光导纤维、光学镜片、石英坩埚等（任写一种）
（2）
（3）①②
（4）；
【知识点】常见的生活环境的污染及治理；探究铝热反应；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】
(1)根据分析，浸渣A中有SiO2、CeO2；浸渣B中为SiO2，主要用途还有制光导纤维、光学镜片、石英坩埚等（任写一种）；
(2)浸渣A中还有SiO2、CeO2，CeO2与稀盐酸和H2O2发生反应转化为Ce3+，离子方程式为：；
(3)从图中分析可知，过程I是，过程II是，总的过程为：，减少了氮氧化物的排放，故可以减少酸雨和光化学烟雾的产生，
故答案为：①②；
(4)Al还原CeO2得到Ce和Al2O3，方程式为：；根据Ce原子守恒有，agCeO2理论上产生Ce的质量为：，故所制得的Ce的产率为：。
【分析】向废料中加稀盐酸后，Ce元素在浸渣A中，氧化铝、氧化铁与盐酸反应生成氯化铝和氯化铁在浸液A中，浸渣A中还有SiO2、CeO2，CeO2与稀盐酸和H2O2发生反应转化为Ce3+；浸渣B中为SiO2，浸液B中主要为CeCl3，调pH值形成Ce(OH)3，盐酸酸溶后得到CeCl3溶液，经过一系列操作得到CeCl3。
22．【答案】被氧化；氧化剂；2
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应
【解析】【解答】在该反应中，Al元素化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Al2O3中的+3价，化合价升高，失去电子被氧化，所以Al作还原剂；Fe元素化合价由反应前Fe2O3中的+3价变为反应后Fe单质的0价，化合价降低，得到电子被还原，所以Fe2O3作氧化剂。在反应中，每有2 mol Al参加反应，反应会产生2 mol Fe单质。
【分析】氧化剂元素化合价降低，得到电子被还原，得到还原产物； 还原剂元素化合价升高，失去电子，被氧化，得到氧化产物。
23．【答案】（1）②
（2）④；①
（3）⑤；④⑥
（4）
【知识点】钠的重要化合物；探究铝热反应；钠的氧化物
【解析】【解答】(1)淡黄色的固体Na2O2能和人呼出的二氧化碳、水蒸气反应生成氧气，常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源，
故答案为：②。
(2)NaHCO3不稳定，受热也可以分解产生二氧化碳，常用焙制糕点，
故答案为：④；有效成分为NaClO的84消毒液常用作日常生活的消毒剂，
故答案为：①。
(3)HNO3见光易分解，在实验室里需要用棕色瓶保存，
故答案为：⑤；NaHCO3能和NaOH反应：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，两性氧化物Al2O3也能和NaOH反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，
故答案为：④⑥。
(4)在高温条件下金属铝与Fe2O3发生置换反应，称为铝热反应，化学方程式为：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3。
【分析】（1）过氧化钠为淡黄色固体；
（2）碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，用于焙制糕点；有效成分为NaClO的84消毒液常用作日常生活的消毒剂；
（3）不稳定、见光易分解的物质需保留在棕色试剂瓶中；碳酸氢钠、氧化铝均能与氢氧化钠反应；
（4）金属铝与氧化铁反应生成单质铁和氧化铝。
24．【答案】（1）Mg和KClO3；提供铝热反应所需要的高温；点燃插在KClO3上的镁条
（2）该反应温度下铝已熔化，未反应的铝与铁熔合在一起；NaOH溶液；有气泡生成；稀硝酸会与铁、铝反应，生成污染环境的NO
【知识点】物质的分离与提纯；探究铝热反应
【解析】【解答】(1)由分析可知，该实验中还缺Mg和KClO3；所缺实验用品的作用是提供铝热反应所需要的高温；引发铝热反应的操作是：点燃插在KClO3上的镁条；
(2)①由表中信息可知，铁的熔点为1535℃，铝的熔点为660℃，铝的沸点为2467℃，反应过程中Fe熔化时铝也会呈液态，未反应的铝与铁熔合在一起形成铁铝合金；
②铝易溶于强碱溶液，也能溶于稀酸，而其他金属是不溶于强碱的，将所得的块状熔融物置于氢氧化钠溶液中，若其中含有金属铝，则铝会与氢氧化钠反应生成氢气，会有气泡生成，若没有气泡生成，说明熔融物中没有金属铝；
③实验室欲完全溶解该熔融物，常选用稀硫酸，而不用稀硝酸，因为硝酸具有强氧化性，稀硝酸会与铁、铝反应，生成污染环境的NO，选用稀硫酸溶解该熔融物所生成的气体是氢气，不会污染环境。
【分析】铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，它是一个放热反应，其中镁条为引燃剂，点燃插在KClO3上的镁条，镁条在空气中可以燃烧，镁条燃烧到混合物内部时，KClO3代替氧气与Mg反应提供铝热反应所需要的高温，所以该实验中还缺Mg和KClO3。
25．【答案】（1）；放热
（2）；反应物的浓度减少，反应速率减慢
（3）；2.24L；流出
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率；探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）铝热反应可以焊接钢轨，放出大量的热，铝与氧化铁用于焊接钢轨的化学方程式： ，该反应是放热反应；
（2）①2～6min内氢气的体积变化是26mL，生成氢气的物质的量为 ，则稀盐酸变化的物质的量浓度为： mol，用稀盐酸表示的平均反应速率为： ；
②随着反应的进行，反应物的浓度减少会使反应速率减慢，故图中4min后反应速率逐渐减慢的原因是：反应物的浓度减少，反应速率减慢；
（3）①在酸性溶液镁失去电子生成镁离子，电极反应式为： ，2.4g 的物质的量为0.1mol，转移电子的物质的量为0.2mol，所以生成氢气的物质的量为0.1mol，所以标况下的体积为2.24L；
②在碱性条件下铝与氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，所以铝是负极失去电子，所以若电解质溶液为NaOH溶液，则外电路中的电子流出的是Al电极。
【分析】（1）利用铝的活动性强于铁可将氧化铁中的铁置换出来，该反应是放热反应
（2）①根据物质的量浓度变化量和时间的比值计算②反应的进行，氢离子的浓度减小，故速率降低
（3）①酸做电解质，活泼的做负极，镁做负极，铝做正极
②碱溶液做电解质，与碱溶液反应的铝做负极，镁做正极
26．【答案】（1）水分子间存在氢键；H-O键键能大于H-S键键能
（2）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；焊接钢轨(或冶炼高熔点金属)
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响；探究铝热反应
【解析】【解答】(1) H2O含有氢键，则熔沸点比H2S高；键能越大越稳定，H2O分子比H2S分子稳定是因为H-O键键能大于H-S键键能；
(2)铁红主要成分是Fe2O3，Al和Fe2O3高温条件下发生铝热反应的化学方程式为 ；该反应放出大量热，可用于焊接钢轨(或冶炼高熔点金属)。
【分析】（1）氢键影响氢化物的沸点，键能影响物质的稳定性；
（2）铁红的主要成分是Fe2O3，能与Al高温下发生置换反应，反应过程中放出大量热；
27．【答案】（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃
（2）使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火
（3）Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3
（4）合理；取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，若有气体产生，则含有铝。
【知识点】合金及其应用；铝的化学性质；探究铝热反应
【解析】【解答】Ⅰ.（1）为使反应顺利进行，可加入氯酸钾，为助燃剂，点燃镁时反应可发生，镁为引燃剂，所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；
（2）铝热反应温度很高，为防止纸漏斗着火，可将纸漏斗用水湿润；
（3）Fe2O3在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3；
Ⅱ.（4）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。金属铝能和氢氧化钠反应放出氢气而金属铁和氢氧化钠不反应，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，操作方法为：取适量冷却后的块状熔融物置于试管中，加入氢氧化钠溶液，现象为：有气体产生。
【分析】（1）引发铝热反应，利用氯酸钾提供氧气，镁条燃烧提供热量；
（2）铝热反应放出大量的热；
（4）两种金属融合在一起形成合金，证明铝单质的方法是加入强碱溶液看是否有气体生成。
28．【答案】（1）引发铝热反应
（2）C；D；2Fe2++ H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；足量稀硫酸；几滴(少量)高锰酸钾溶液；溶液紫红色未褪去；连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g；84.0%
【知识点】探究铝热反应
【解析】【解答】（1）使用镁条和氯酸钾的目的是点燃镁条燃烧放热促进氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，起到高温引发铝热反应的目的，即使用镁条和氯酸钾的目的是引发铝热反应。（2）①根据表格可知，要使铁元素完全沉淀而铝离子和镁离子不沉淀，需要将亚铁离子转化为铁离子，又因为不能引入新杂质，所以需要加入双氧水，然后调节4≤pH＜4.2即可将铁离子沉淀而铝离子和镁离子不沉淀。调节pH时不能用氧化铁，因为会引入铁元素，因此试剂A应选择双氧水，试剂B应选择氨水，故答案为：C和D。
②反应Ⅱ是双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。
③氧化铁溶于酸生成铁离子，四氧化三铁溶于酸生成铁离子和亚铁离子，因此要设计简单实验证明M的成分是Fe2O3而非Fe3O4只需要证明溶液中含有亚铁离子即可，所以实验方案为取少量M固体于试管中，向其中加入足量稀硫酸，固体完全溶解，溶液呈棕黄色，继续向上层溶液中滴加几滴少量高锰酸钾溶液，振荡观察紫红色溶液未褪去，说明不含有亚铁离子。
④上述实验应灼烧至M质量不变，则能证明M质量不变的标志是连续两次灼烧质量相差不大于0.1 g。
⑤若最终红色粉未M的质量为12.0 g，即氧化铁是12.0g，物质的量是12.0g÷160g/mol＝0.075mol，所以铁元素的质量是0.075mol×2×56g/mol＝8.4g，则该“铁块”的纯度是8.4g/10g×100%＝84.0%。
【分析】（1）根据铝热反应需要高温条件分析解答。（2）取反应后的“铁块”溶于盐酸，生成铁盐或亚铁盐、镁离子和铝离子，根据离子的性质结合流程图分析解答。
29．【答案】（1）Fe
（2）银白色；银白色
（3）剧烈燃烧，火星四射；
（4）比铝不活泼；
（5）49%
【知识点】金属的通性；探究铝热反应；有关混合物反应的计算
【解析】【解答】（1）铁及合金是目前人们使用最多的金属，也是人类冶炼最多的金属，答案为Fe；
（2）纯净的铁的颜色是银白色；纯净的铝的颜色是银白色；
（3）铁丝在氧气中燃烧的现象是：剧烈燃烧，火星四射，反应生成四氧化三铁，反应的化学反应方程式为 ；
（4）铝粉与某些金属氧化物组成的混合物在高温下可以发生铝热反应。信息中“某些”指 “比铝不活泼的”；铝粉与MnO2发生铝热反应生成氧化铝和锰，反应的化学方程式为 ；
（5）n（H2）= =0.2mol，设Fe为xmol，Al为ymol，则 ，解得x=0.05mol，y=0.1mol，则混合物中Fe与Al的质量分别为0.05mol×56g/mol=2.8g、0.1mol×27g/mol=2.7g，铝的质量分数为 。
【分析】（1）铁及其合金是使用最多的金属；
（2）根据金属的物理性质分析；
（3）根据铁丝在氧气中燃烧的现象及反应方程式分析；
（4）根据铝热反应的特点分析；
（5）根据铝、铁与稀硫酸反应的化学方程式进行计算；
30．【答案】（1）放热
（2）高
（3）低
（4）2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3；Fe2O3；助燃剂，引发铝热反应
（5）①②③④
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应；探究铝热反应
【解析】【解答】I.(1)当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升，这说明空气受热膨胀，因此反应中放出能量，即该反应是放热反应；
(2)反应是放热反应，因此A和B的总能量比C和D的总能量高。
(3)由于断键吸热，形成化学键放热，而该反应是放热反应，则反应物化学键断裂吸收的能量低于生成物化学键形成放出的能量。
Ⅱ.(4)铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，则该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，铁元素化合价降低，则在该反应中Fe2O3是氧化剂。氯酸钾的作用是助燃剂，引发铝热反应。
(5)铝热反应的实验现象为①镁带剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的白光；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体，
故答案为：①②③④
【分析】（1）液面高低判断反应的热效应；
（2）根据反应的热效应判断物质具有能量的高低；
（3）根据反应的热效应判断化学键断裂吸收和成键释放能量的相对大小；
（4）结合铝热反应分析；
（5）结合铝热反应的现象分析；
31．【答案】（1）Fe、Cu
（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；硫氰化钾
（3）取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；坩埚
（4）2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
【知识点】氧化还原反应；探究铝热反应；离子方程式的书写
【解析】【解答】废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，废液中加入过量铁屑后发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu；过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu；滤液中含有Fe2＋，滤液中加入过量的H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3+；沉淀A与过量盐酸反应，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，而铜不反应，(1)根据分析可以知道,沉淀A含有的单质为Fe、Cu，因此，本题正确答案是:Fe、Cu； (2) 溶液B中亚铁离子与H2O2反应生成铁离子,反应的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O， 检验溶液Fe3+的试剂是硫氰化钾,因此，本题正确答案是：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；硫氰化钾；(3)根据反应过程分析，若Fe(OH)3沉淀没有洗涤干净，表面会含有Cl-，所以检验Fe(OH)3沉淀是否洗涤干净的操作为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；
灼烧氢氧化铁要用坩埚；因此，本题正确答案是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀生成，则未洗涤干净；坩埚；(4)铁红发生铝热反应焊接铁轨，反应的化学方程式为：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，因此，本题正确答案是：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3。
【分析】（1）根据流程图最终得到了铁和铜，可知固体A的成分是铁和铜；
（2）亚铁离子会被过氧化氢在酸性条件下氧化为铁离子；检验铁离子时用硫氰化钾溶液，硫氰根离子会和铁离子反应生成血红色的络合物；
（3）要检查E是否洗涤干净，就要证明固体E上是否含有氯离子；
（4）焊接钢轨时利用的是铝热反应。
32．【答案】（1）b
（2）c
（3）降低氧化铝的熔点
（4）2CH3CHO＋2H2O
（5）Zn－2e－=Zn2＋
（6）8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe
【知识点】工业制金属铝；二价铁离子和三价铁离子的检验；乙醇的化学性质；探究铝热反应；探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)厨房里常使用小苏打，碳酸氢钠水解程度大于电离程度，溶液显碱性，向其水溶液中滴加酚酞溶液后，溶液呈浅红色；
(2)检验某补铁剂中的Fe2＋是否被氧化成Fe3＋，只需要检验是否含有Fe3＋即可；
(3)电解氧化铝时加入冰晶石可以降低氧化铝的熔点，故答案为：降低氧化铝的熔点；
(4)乙醇在通作催化剂时，可以被氧气氧化为乙醛，反应的方程式为：
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O；
(5)常见的酸性锌锰电池的负极材料为Zn，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋；
(6)Al与Fe3O4发生铝热反应的化学方程式8Al+3Fe3O4 9Fe+4Al2O3，故答案为：8Al+3Fe3O4 =9Fe+4Al2O3 。
【分析】（1）小苏打为NaHCO3,水溶液为碱性，酚酞遇到碱性溶液变红；
（2）铁离子遇到硫氰化钾溶液显血红色；
（3）氧化铝熔沸点高，加入冰晶石可以降低融化温度，减少能量消耗；
（4）熟记乙醇的氧化反应；
（5）熟悉常见电池的组成材料；
（6）能发生铝热反应的金属有铁、钒、铬等的氧化物；
33．【答案】（1） ；
（2）
（3）高；弱；白磷
（4）②⑤⑥
（5）2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑；Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3；加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；金属冶炼的一般原理；有机物的结构和性质；探究铝热反应；原子结构示意图
【解析】【解答】解：（1）氯原子的原子序数为17，其原子核外有3个电子层，各层容纳电子数分别为2、8、7，氯原子结构示意图为： ；
氯化铵为离子化合物，阴阳离子都需要标出所带电荷及最外层电子，氯化铵的电子式为： ，
故答案为： ； ；（2）氢原子和氧原子之间以共用电子对而形成水分子，用电子式表示形成过程为： ，
故答案为： ；（3）已知一定条件下，白磷转化为红磷释放出能量，说明反应物能量大于生成物总能量，则等质量的白磷比红磷具有的能量高，能量越高的物质越不稳定，故白磷比红磷稳定性弱；等质量的白磷和红磷充分燃烧均生成五氧化二磷，由于白磷能量高，属于白磷放出热量多，
故答案为：高；弱；白磷．（4）“原子经济性”原则的是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%；题中反应符合的是化合反应；加成反应；加聚反应。
故答案为：②⑤⑥。（5）电解法冶炼金属铝的化学方程式为2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ ；氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3,为使反应顺利进行,可加入氯酸钾,为助燃剂,点燃镁时反应可发生,镁为引燃剂,所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃,
因此，本题正确答案是：2Al2O3（熔融） 4Al＋3O2↑ ；Fe2O3＋2Al 2Fe＋Al2O3；加少量KClO3 , 插上镁条并将其点燃。
【分析】（1）氯原子有17个核外电子，第一二三层分别有2、8、7个电子；氯化铵是由铵根离子和氯离子之间通过离子键形成的离子化合物；
（2）水分子是由两个氢原子与一个氧原子之间形成两个共价键而形成的共价化合物；
（3）物质的能量越低，物质就越稳定；
（4）符合“原子经济型”的反应要求将所有的反应物转化为生成物；
（5）金属铝的制取方法是电解熔融的氧化铝；铝热反应以铝粉和氧化铁为主要反应物的发热反应。当温度超过1250℃时，铝粉激烈氧化，燃烧而放出大量热。
34．【答案】（1）Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3
（2）0.055mol L-1 s-1；该时间段内，反应物盐酸的浓度最大
（3）Mg-2e-=Mg2+；3.36；流出
【知识点】探究铝热反应；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)铝与氧化铁反应，生成氧化铝和铁，发生反应的化学方程式为Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3。答案为：Fe2O3+2Al 2Fe+ Al2O3；
(2)①由图可知，0~20s范围内生成H2的物质的量为0.55mol，则消耗盐酸中HCl的物质的量为1.1mol，用盐酸浓度的变化表示该反应的平均速率为 =0.055mol L-1 s-1；
②虽然铝与盐酸反应放热，但起初溶液的温度并不高，而0~7s反应速率最大，则其原因是该时间段内，反应物盐酸的浓度最大。答案为：0.055mol L-1 s-1；该时间段内，反应物盐酸的浓度最大；
(3)①若电解质溶液为稀硫酸时，则Mg为负极，Al为正极，在Mg电极上镁失电子生成Mg2+，发生的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+；此时Al电极生成H2，由此可建立如下关系式：H2—2e-，当外电路有0.3mol电子转移时，Al电极上生成H2的体积为 =3.36L；
②若电解质溶液为NaOH溶液，则Al为负极，Mg为正极，外电路中的电子从Al电极流出。答案为：Mg-2e-=Mg2+；3.36；流出。
【分析】（1）根据反应物和生成物即可写出方程式
（2）①根究根据的物质的量计算出盐酸变化量即可计算出速率
②浓度的大小直接影响速率，因此浓度越大速率越大
（3）①镁和铝做电极，硫酸做电解质溶液时，镁做负极，铝做正极即可写出电极反应式即可计算出氢气的量
②镁和铝做电极，铝做负极，即可判断电子的流向
35．【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；
（2）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；加入少量KClO3，插入Mg条，将其点燃
（3）2：3
【知识点】探究铝热反应；化学方程式的有关计算
【解析】【解答】解：（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，即2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，根据方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，当生成的氢气（标准状况，下同）体积为bL时，则样品中Al的质量为： = g，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑； ；（2）铝热反应的方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，该反应需要在高温下发生，可以加入少量KClO3，在插入Mg条，将其点燃，镁燃烧会放出的量的热量，故答案为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe；加入少量KClO3，插入Mg条，将其点燃；（3）根据反应：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，铝的物质的量是 mol= mol，产生铁的物质的量是 mol，这些铁产生氢气的物质的量是 mol，即c= mol×22.4L/mol= ，所以c：b=2：3，故答案为：2：3．
【分析】（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，根据氢气的体积计算金属铝的质量；（2）金属铝和氧化铁的混合物反应生成金属铁和氧化铝，利用金属镁燃烧放出的热量引发金属铝和氧化铁之间的反应；（3）金属铁可以和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，根据金属的量之比确定氢气的量之比．
