Question

1．為確定某鋁熱劑（含氧化鐵和鋁）的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)．
（1）稱取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）體積為b L，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）稱取同樣的a g樣品，在高溫下恰好完全反應(yīng)．
（3）待（2）中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為c L，該氣體與（1）中所得氣體的體積比，c：b為2：3．
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可確定該鋁熱劑中含Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.4%．

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(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）金屬鐵可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，根據(jù)金屬的量之比確定氫氣的量之比．

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(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，即2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，根據(jù)方程式：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，當(dāng)生成的氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）體積為bL時(shí)，則樣品中Al的質(zhì)量為：$\frac{22.4}×\frac{2}{3}$momol×27g/mol=$\frac{45b}{56}$g，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）根據(jù)反應(yīng)：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，鋁的物質(zhì)的量是$\frac{22.4}×\frac{2}{3}$mol=$\frac{33.6}$mol，產(chǎn)生鐵的物質(zhì)的量是$\frac{33.6}$mol，這些鐵產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量是$\frac{33.6}$mol，即c=$\frac{33.6}$mol×22.4L/mol=$\frac{2b}{3}$，所以c：b=2：3，鐵的質(zhì)量為：$\frac{33.6}$×56g，所以Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{45b}{56}}{\frac{56b}{33.6}+\frac{45b}{56}}×100%$=32.4%，
故答案為：2：3；32.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生鋁熱反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)，注意金屬鋁可以和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣這一性質(zhì)，難度不大．