Question

取一定質量的Al粉和一定質量的某種鐵的氧化物混合進行鋁熱反應，兩者恰好完全反應．若在反應后混合物中加入足量的稀硫酸，產生H₂的體積為V₁L，另取相同質量的Al粉，加入足量稀硫酸，產生H₂的體積為V₂L（V₁，V₂均在標況下測定），則V₂：V₁=4：3．另取相同質量的鐵的氧化物，加入鹽酸溶解，消耗鹽酸的物質的量為2.4mol．則
（1）寫出鋁熱反應方程式（以FexOy表示鐵的氧化物）

2yAl+3FexOy

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃

．
（2）此鐵的氧化物的化學式為

Fe₃O₄

．
（3）鋁粉的物質的量為

0.8mol

．

Answer 1

分析：（1）根據鋁熱反應的概念及質量守恒；
（2）根據V₁求出鐵的質量，根據V₂求出鋁的質量，依據鋁熱反應的化學方程式及V₂：V₁=4：3
（3）根據鐵的氧化物與鹽酸反應求出鐵的氧化物的物質的量，再根據鋁熱反應求出鋁粉的質量．

解答：解：（1）因鋁熱反應是鋁與金屬氧化物反應生成氧化鋁和金屬，所以2yAl+3FexOy 

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃；
（2）因兩者恰好完全反應后，反應后混合物的成分為Fe和Al₂O₃，加入加入足量的稀硫酸后，鐵能與稀硫酸反應：
     Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑       
     1mol          22.4L
     n（ Fe）       V₁L
    解得   n（ Fe）=

V1

22.4

mol 
另取相同質量的Al粉，加入足量稀硫酸，Al粉能與稀硫酸反應：
        2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
        2mol           67.2L
       n（Al）         V₂L    
   解得：n（Al）=

V2

33.6

mol 
    根據2yAl+3FexOy 

高溫  .

   3xFe+yAl₂O₃
         2y                        3x 
       

V2

33.6

                   

V1

22.4

       得

y

x

=

V2

V1

=

4

3

    所以鐵的氧化物的化學式為Fe₃O₄； 
 （3）因Fe₃O₄能與鹽酸反應：Fe₃O₄ +8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
                          0.3mol    2.4mol 
   根據  8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

   9Fe+4Al₂O₃
       0.8mol    0.3mol   
故答案為：（1）2yAl+3FexOy 

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃ 
（2）Fe₃O₄ 
（3）0.8mol

點評：本題目比較復雜，考查的內容比較多，難度也很大，只要抓住題目中兩者恰好完全反應，利用氫氣的體積求出鋁和鐵的質量，再鋁熱反應就可求出鐵的氧化物，根據題目在考查根據化學方程式計算的同時還考查了用代數(shù)上的方程來解未知數(shù)．