Question

18．將一鐵粉和鋁粉混合物分成等質(zhì)量的兩份，再分別和過(guò)量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所生成的氣體在同溫同壓下的體積比為2：1．向混合物與鹽酸反應(yīng)所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.344L氯氣．可使溶液中的40%Fe²⁺離子氧化．試求原混合物中兩金屬各是多少克？

Answer 1

分析 根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計(jì)算出氯氣的物質(zhì)的量，然后利用電子守恒計(jì)算出被氧化的亞鐵離子的物質(zhì)的量，從而可計(jì)算出每份混合物中含有Fe的物質(zhì)的量，然后計(jì)算出兩份中含有鐵的總質(zhì)量；Fe不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，等量的Al在兩個(gè)反應(yīng)中生成氫氣的量相等，設(shè)出每份中鋁的物質(zhì)的量，然后根據(jù)生成氫氣的量列式計(jì)算出鋁的物質(zhì)的量，再計(jì)算出鋁的質(zhì)量即可．

解答 解：向混合物與鹽酸反應(yīng)所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.344L氯氣，可使溶液中的40%Fe²⁺離子氧化，標(biāo)準(zhǔn)狀況下13.44L氯氣的物質(zhì)的量為：$\frac{1.344L}{22.4L/mol}$=0.06mol，根據(jù)電子守恒，0.06mol氯氣完全反應(yīng)氧化Fe²⁺的物質(zhì)的量為：n（Fe²⁺）=$\frac{0.06mol×2}{3-2}$=0.12mol，根據(jù)質(zhì)量守恒可知每份混合物中含有Fe的物質(zhì)的量為：$\frac{0.12mol}{40%}$=0.3mol，則原混合物中鐵的質(zhì)量為：56g/mol×0.3mol×2=33.6g；
根據(jù)反應(yīng)Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑可知0.3molFe與鹽酸完全反應(yīng)放出氫氣的物質(zhì)的量為0.3mol，
設(shè)鋁的物質(zhì)的量為x，根據(jù)電子守恒可知等量的鋁在兩個(gè)反應(yīng)中生成氫氣的物質(zhì)的量相等，都為$\frac{3}{2}$x，且相同條件下氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，則（0.3mol+$\frac{3}{2}$x）：0.3mol=2：1，解得x=0.2mol，原混合物中鋁的質(zhì)量為：27g/mol×0.2mol×2=10.8g，
答：原混合物中含有Fe的質(zhì)量為33.6g，含有Al的質(zhì)量為10.8g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題有利于提高學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．