Question

將Fe和Al按一定的質(zhì)量比組成合金．
（1）取一定量的該合金，向其中加入足量NaOH溶液，生成氣體n L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則反應(yīng)的離子方程式是

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

，合金中Al的物質(zhì)的量是

n

33.6

mol

．
（2）另取相同質(zhì)量的該合金，向其中加入足量稀硫酸，固體全部溶解，生成氣體m L （標(biāo)準(zhǔn)狀況），則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

m

11.2

 mol，合金中Fe的質(zhì)量是

2.5（m-n）g

．
（3）向（2）所得溶液中加入過量NaOH溶液，將產(chǎn)生的沉淀過濾，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒后得到一種固體，該固體質(zhì)量和原合金的質(zhì)量相等，則原合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

30%

．

Answer 1

分析：（1）鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
根據(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)離子方程式計算Al的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)n=

V

Vm

計算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量；
加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e、Al與硫酸都反應(yīng)生成氫氣，Al生成的氫氣體積等于與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氫氣體積，據(jù)此計算Fe與硫酸反應(yīng)生成氫氣的體積，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移可知n（Fe）=n（H₂），再根據(jù)m=nM計算；
（3）向（2）所得的溶液加入過量的NaOH溶液，鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，不溶物是氫氧化鐵，灼燒后所得固體為氧化鐵，測得氧化鐵與原混合物的質(zhì)量恰好相等，則氧化鐵中氧元素的質(zhì)量等于混合物中Al的質(zhì)量，據(jù)此結(jié)合氧化鐵的化學(xué)式計算原混合物中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）鐵和氫氧化鈉不反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
n L氫氣的物質(zhì)的量=

n

22.4

mol，由方程式可知n（Al）=

2

3

n（H₂）=

2

3

×

n

22.4

mol=

n

33.6

mol，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；

n

33.6

mol；
（2）加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e、Al與硫酸都反應(yīng)生成氫氣，生成氫氣的物質(zhì)的量=

m

22.4

mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

m

22.4

mol×2=

m

11.2

mol；
Al生成的氫氣體積等于與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氫氣體積，則Fe與硫酸反應(yīng)生成氫氣的體積為（m-n）L，氫氣的物質(zhì)的量為

(m-n)L

22.4L/mol

=

m-n

22.4

mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移可知n（Fe）=n（H₂）=

m-n

22.4

mol，故m（Fe）=

m-n

22.4

mol×56g/mol=2.5（m-n）g，
故答案為：

m

11.2

；2.5（m-n）g；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；

n

33.6

mol；
（3）向（2）所得的溶液加入過量的NaOH溶液，鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，不溶物是氫氧化鐵，灼燒后所得固體為氧化鐵，測得氧化鐵與原混合物的質(zhì)量恰好相等，則氧化鐵中氧元素的質(zhì)量等于混合物中Al的質(zhì)量，故原混合物中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于氧化鐵中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

48

160

×100%=30%，
故答案為：30%．

點評：本題考查混合物的有關(guān)計算，難度中等，清楚發(fā)生反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，注意守恒思想的運(yùn)用．