Question

12．為確定某鋁熱劑（含氧化鐵Fe₂O₃和鋁）的組成，分別進行下列實驗．
（1）取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體體積為6.72L（標準狀況）．則該樣品中鋁的質(zhì)量是5.4g．
（2）另取a g樣品將其加熱引燃發(fā)生反應2AI+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$AI₂O₃+2Fe，若恰好完全反應，則a為21.4g，該反應中AI₂O₃是氧化產(chǎn)物（填“還原產(chǎn)物”或“氧化產(chǎn)物”）．
（3）待（2）中反應產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，反應的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）鋁熱劑是金屬鋁和氧化鐵的混合物，金屬鋁可以和氫氧化鈉之間反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，根據(jù)氫氣的體積計算金屬鋁的質(zhì)量；
（2）金屬鋁和氧化鐵的混合物反應生成金屬鐵和氧化鋁，根據(jù)鋁的物質(zhì)的量計算出氧化鐵的質(zhì)量，然后得出鋁和氧化鐵的總質(zhì)量；根據(jù)化合價變化判斷氧化鋁的作用；
（3）氧化鋁、鐵都能夠與鹽酸反應，分別寫出反應的離子方程式．

解答 解：（1）鋁熱劑是金屬鋁和氧化鐵的混合物，金屬鋁可以和氫氧化鈉之間反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根據(jù)方程式2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，當生成的氫氣（標準狀況，下同）體積為6.72L時，生成氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則樣品中Al的質(zhì)量為：0.3mol×$\frac{2}{3}$×27g/mol=5.4g，
故答案為：5.4；
（2）鋁與氧化鐵反應的方程式為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，由于恰好完全反應，其中鋁的物質(zhì)的量是0.3mol×$\frac{2}{3}$=0.2mol，則氧化鐵的物質(zhì)的量為：0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，其質(zhì)量為：160g/mol×0.1mol=16g；則鋁和氧化鐵的總質(zhì)量為：5.4g+16g=21.4g；
該反應中，Al₂O₃為Al被氧化生成的產(chǎn)物，屬于氧化產(chǎn)物，
故答案為：21.4；氧化產(chǎn)物；
（3）氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和水，反應的離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應的離子方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確鋁熱反應原理為解答關鍵，注意熟練掌握物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積之間的關系，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．