Question

17．鋁熱反應是鋁的一個重要性質．某�；瘜W興趣小組同學為了克服傳統(tǒng)鋁熱反應紙漏斗易燃燒，火星四射等缺點，將實驗改成以下裝置，取磁性氧化鐵在如圖A實驗進行鋁熱反應，冷卻后得到“鐵塊”混合物．

（1）實驗中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條作引火劑，共原因是蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱．
（2）該鋁熱反應的化學方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．
（3）取反應后的“鐵塊”研碎取樣稱量，加入如圖B裝置，滴入足量NaOH溶液充分反應，測量生成氣體體積以測量樣品中殘留鋁的百分含量．試回答下列問題：
①量氣管的量具部分是一個中學實驗常見量具改裝而成，該儀器的名稱為堿式滴定管．
②量氣管在讀數(shù)時必須進行的步驟是冷卻至室溫和調節(jié)量氣管使左右液面相平．
③取1g樣品進行上述實驗，共收集到44.8mL氣體（換算成標準狀況下），則鋁的百分含量為3.6%．
④裝置中分液漏斗上端和燒瓶用橡膠管連通，除了可以平衡壓強讓液體順利滴入試管之外，還可以起到降低實驗誤差的作用．如果裝置沒有橡膠管，測出鋁的百分含量將會偏大（填“偏大”或“偏小．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蔗糖在濃硫酸中脫水過程中放出大量的熱進行分析；
（2）鋁和四氧化三鐵在高溫下發(fā)生氧化還原反應生成鐵和氧化鋁，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（3）①由于溫度、壓強影響氣體體積，所以應該先冷卻到室溫，然后調節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平；
②量氣管的量具部分底部是連接橡膠管，結合實驗量具可知是堿式滴定管的部分結構；
③根據(jù)生成氫氣的量及反應關系式列式計算出樣品中鋁的質量分數(shù)；
④如果裝置沒有橡膠管，隨液體流下試管中壓強增大，在排液過程中會排出的液體增多，導致測定結果偏高．

解答 解：（1）作為引火劑必須能產生大量的熱，用蔗糖和濃硫酸代替鎂條作引火劑，是因為蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱，
故答案為：蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱；
（2）在高溫條件下，鋁和四氧化三鐵發(fā)生氧化還原反應生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）①量氣管的量具部分底部是連接橡膠管，結合實驗量具可知是堿式滴定管的部分結構，所以該儀器的名稱為堿式滴定管，
故答案為：堿式滴定管；
②對量氣管讀書時，首先等實驗裝置恢復到室溫再進行下一步操作，然后調節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平，保證在常溫常壓下進行，
故答案為：冷卻至室溫和調節(jié)量氣管使左右液面相平；
③標準狀況下44.8mL氫氣的物質的量為：$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=2×10^-3mol，根據(jù)關系式2Al～3H₂可知，生成標準狀況下44.8mL氫氣消耗鋁的質量為：27g/mol×2×10^-3mol×$\frac{2}{3}$=0.036g，則鋁的百分含量為：$\frac{0.036g}{1g}$×100%=3.6%，
故答案為：3.6%；
④橡膠管可以平衡壓強讓液體順利滴入試管中，還可以起到降低實驗誤差的作用，如果裝置中沒有橡膠管，隨液體流下試管中壓強增大，試管中排出液體增多，測量出的該物質百分含量將會偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題考查了鋁熱反應原理及其綜合應用，題目難度中等，涉及鋁熱反應方程式的書寫、化學計算、誤差分析等知識，注意掌握鋁熱反應原理，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．