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．現取不同質量的該鋁熱劑分別和100mL同濃度的NaOH溶液反應，所取鋁熱劑的質量與產生氣體的體積關系如下表（氣體體積均在標準狀況下測定）．

	①	②	③
鋁熱劑質量/g	7.5	18.0	20.0
氣體體積/L	3.36	6.72	6.72

（1）該鋁熱反應的化學方程式為

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

 
（2）該鋁熱劑中加入NaOH溶液時發(fā)生反應的化學方程式為

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

 
（3）求NaOH溶液的物質的量濃度：
（4）求該鋁熱劑中鋁的質量分數．

Answer 1

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)生置換反應生成鐵和氧化鋁；
（2）鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（3）根據反應的方程式計算反應中消耗NaOH的物質的量，進而計算物質的量濃度；
（4）根據方程式計算混合物中鋁的質量，進而計算質量分數．

解答：解：（1）鋁熱劑的主要成分為鋁和氧化鐵，在高溫條件下發(fā)生置換反應生成鐵和氧化鋁，
反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
（2）鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）生成氫氣6.72L時，氣體的體積不再變化，說明NaOH完全反應，根據方程式計算．
n（H₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol 2mol              3mol
     n（NaOH）           0.3mol
n（NaOH）=0.2mol，
c（NaOH）=2mol/L，
答：NaOH溶液的物質的量濃度為2mol/L．
（4）加入鋁熱劑7.5g時，固體完全反應，此時
n（H₂）=

3.36L

22.4L/mol

=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%=

2.7g

7.5g

×100%=36%．
答：該鋁熱劑中鋁的質量分數為36%．

點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意分析表中數據，判斷物質反應的程度．