Question

(08浙江九所重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研)現(xiàn)有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，在高溫下使之充分反應(yīng)，將反應(yīng)后的固體分為兩等份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（計(jì)算pH時(shí)假定溶液體積沒有變化）

①向其中一份固體中加入100 mL 2.0 mol?L^―1的NaOH溶液，加熱使其充分反應(yīng)后過濾，測(cè)得濾液的pH＝14；

②向另一份固體中加入140 mL 4.0 mol?L^―1的HCl溶液，使固體全部溶解，測(cè)得反應(yīng)后所得溶液中只有H^＋、Fe^2＋和Al^3＋三種陽  離子且pH＝0。   08050102。08050103.080201.

⑴計(jì)算這包鋁熱劑中鋁的質(zhì)量和氧化鐵的質(zhì)量。

⑵計(jì)算實(shí)驗(yàn)②產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

Answer 1

答案：⑴實(shí)驗(yàn)①中用去n(NaOH)＝100 mL×(2.0 mol?L^―1－1.0 mol?L^―1)＝0.1 mol

 

無論是Al還是Al₂O₃，與NaOH溶液反應(yīng)后都生成NaAlO₂，鋁熱劑中

n(Al)＝n(NaOH)×2＝0.2 mol， m(Al)＝5.4 g        

實(shí)驗(yàn)②所得溶液中，根據(jù)“電荷守恒”有n(H⁺)＋2×n(Fe²⁺)＋3×n(Al³⁺)＝n(Cl^－)

則n(Fe²⁺)＝＝0.06 mol  

鋁熱劑中n(Fe₂O₃)＝n(Fe²⁺)××2＝0.06 mol，m(Fe₂O₃)＝9.6 g

 

⑵根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，反應(yīng)2Al＋Fe₂O₃2Fe＋Al₂O₃充分進(jìn)行后所得固體混合物中含0.08 mol Al和0.12 mol Fe。                                    

實(shí)驗(yàn)②中所得H₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為

V(H₂)＝n(H₂)×22.4 L?mol^－1＝[n(Al)××＋n(Fe)×]×22.4 L?mol^－1＝2.688 L

或者

取鋁熱劑的一半用“電子守恒”計(jì)算：

0.1 mol Al→0.1 mol Al^3＋         失電子0.3 mol

0.03 mol Fe₂O₃→0.06 mol Fe²⁺    得電子0.06 mol

2n mol H⁺→n mol H₂            得電子0.3 mol－0.06 mol＝0.24 mol

算出n(H₂)＝0.12 mol           V(H₂)＝2.688 L