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)系如表（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）．

	①	②	③
鋁熱劑質(zhì)量/g	7.5	15.0	20.0
氣體體積/L	3.36	6.72	6.72

計算：（1）NaOH溶液物質(zhì)的量濃度
（2）該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（3）15g該鋁熱劑發(fā)生鋁熱反應(yīng)理論上產(chǎn)生鐵的質(zhì)量．

Answer 1

分析：鋁熱劑加入NaOH溶液中發(fā)生：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
（1）由②③組數(shù)據(jù)可知NaOH完全反應(yīng)，根據(jù)氫氣的體積可計算NaOH溶液物質(zhì)的量濃度；
（2）根據(jù)①組數(shù)據(jù)計算，①中NaOH剩余，Al完全反應(yīng)根據(jù)化學(xué)方程式可計算Al的質(zhì)量，進(jìn)而可計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)（2）Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可計算生成鐵的質(zhì)量．

解答：解：（1）鋁熱劑加入NaOH溶液中發(fā)生：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，由②③組數(shù)據(jù)可知NaOH完全反應(yīng)，
n（H₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
     2mol             3mol
     n（NaOH）          0.3mol
n（NaOH）=0.2mol，
c（NaOH）=

0.2mol

0.1L

=2mol/L，
答：NaOH溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/l；
（2）①中NaOH剩余，Al完全反應(yīng)，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，
ω（Al）=

2.7g

7.5g

×100%=36%，
答：該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%；
（3）15g鋁熱劑中含n（Al）=

15g×36%

27g/mol

=0.2mol，
m（Al）=15g×36%=5.4g，
m（Fe₂O₃）=15g-5.4g=9.6g，
n（Fe₂O₃）=

9.6g

160g/mol

=0.06mol，
則Al過量，
Fe₂O₃+2Al

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，
1mol            2mol
0.06mol         n（Fe）
 n（Fe）=0.12mol
m（Fe）=0.12mol×56g/mol=6.72g，
答：15g該鋁熱劑發(fā)生鋁熱反應(yīng)理論上產(chǎn)生鐵的質(zhì)量為6.72g．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)方程式的計算，題目難度中等，本題易錯點(diǎn)為（3），注意判斷過量問題．