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	15.0	20.0
氣體體積/L	3.36	6.72	6.72

計(jì)算：
（1）該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）NaOH溶液物質(zhì)的量濃度；
（3）15g該鋁熱劑發(fā)生鋁熱反應(yīng)（2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃）理論上產(chǎn)生鐵的質(zhì)量．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）①②組金屬Al完全反應(yīng)，由第①足數(shù)據(jù)計(jì)算，根據(jù)方程式計(jì)算Al的質(zhì)量，在利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
（2）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；
（3）計(jì)算15g鋁熱劑中Al的質(zhì)量，氧化鐵的質(zhì)量，進(jìn)行過(guò)量計(jì)算，根據(jù)不足量的物質(zhì)算生成Fe的質(zhì)量；

解答： 解：（1）加入鋁熱劑7.5g時(shí)，固體完全反應(yīng)，此時(shí)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

=36%．
答：該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%；
（2）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）=

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）=

n

v

=

0.2mol

0.1L

=2mol/L，
答：NaOH溶液物質(zhì)的量濃度為2mol/L；
（3）15g鋁熱劑中：m（Al）=15×36%=5.4g，即 n（Al）=

5.4g

27g/mol

=0.2mol，
m（Fe₂O₃）=15-5.4=9.6g，即n（Fe₂O₃）=

9.6g

160g/mol

=0.06mol，
由方程式2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃可知，0.06molFe₂O₃完全反應(yīng)需要0.12molAl，故Al過(guò)量，F(xiàn)e₂O₃完全反應(yīng)，由鐵元素守恒可知n（Fe）=2n（Fe₂O₃）=0.12mol，故m（Fe）=0.12mol×56g/mol=6.72g，
答：理論上產(chǎn)生鐵的質(zhì)量為6.72g；

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，難度中等，關(guān)鍵是根據(jù)固體質(zhì)量與氣體關(guān)系確定完全反應(yīng)的物質(zhì)，（3）中注意需要進(jìn)行過(guò)量計(jì)算．