Question

鋁粉和氧化鐵粉末的混合物制成的鋁熱劑可用于焊接鋼軌．現(xiàn)取不同質(zhì)量的該鋁熱劑分別和100mL同濃度的NaOH溶液反應(yīng)，所取鋁熱劑的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積關(guān)系如下表（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）．

	①	②	③
鋁熱劑質(zhì)量/g	7.5	18.0	20.0
氣體體積/L	3.36	6.72	6.72

（1）該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____
（2）該鋁熱劑中加入NaOH溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____
（3）求NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度：
（4）求該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

解：（1）鋁熱劑的主要成分為鋁和氧化鐵，在高溫條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成鐵和氧化鋁，
反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃，故答案為：2Al+Fe₂O₃2Fe+Al₂O₃；
（2）鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）生成氫氣6.72L時(shí)，氣體的體積不再變化，說(shuō)明NaOH完全反應(yīng)，根據(jù)方程式計(jì)算．
n（H₂）==0.3mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol 2mol 3mol
n（NaOH） 0.3mol
n（NaOH）=0.2mol，
c（NaOH）=2mol/L，
答：NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為2mol/L．
（4）加入鋁熱劑7.5g時(shí)，固體完全反應(yīng)，此時(shí)
n（H₂）==0.15mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol 3mol
n（Al） 0.15mol
n（Al）=0.1mol，m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g
Al%==36%．
答：該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%．
分析：（1）鋁熱劑的主要成分為鋁和氧化鐵，在高溫條件下發(fā)生置換反應(yīng)生成鐵和氧化鋁；
（2）鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算反應(yīng)中消耗NaOH的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算物質(zhì)的量濃度；
（4）根據(jù)方程式計(jì)算混合物中鋁的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算，題目難度中等，注意分析表中數(shù)據(jù)，判斷物質(zhì)反應(yīng)的程度．