Question

現(xiàn)有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵（Fe₂O₃）粉末的混合物，在高溫下使之充分反應(yīng)，將反應(yīng)后的固體分為兩等份，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（假定反應(yīng)前后溶液的體積不變）：
①向其中一份固體中加入100mL 2.0mol?L^-1的NaOH溶液，加熱使其充分反應(yīng)后過濾，測得溶液中的c（OH^-）=1mol?L^-1
②向另一份固體中加入100mL 4.0mol?L^-1的HCl溶液，使固體全部溶解，測得反應(yīng)后所得溶液中只有H⁺、Fe²⁺和Al³⁺三種陽離子且c（H⁺）=0.1mol?L^-1 ，則產(chǎn)生的氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為（　　）

• A、2.856L
• B、2.448L
• C、2.688L
• D、2.352L

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：①加入氫氧化鈉溶液后，氫氧化鈉有剩余，由電荷守恒可知：c（Na⁺）=c（OH^-）+c（AlO₂^-），再根據(jù)n=cV計(jì)算n（AlO₂^-），根據(jù)Al元素守恒計(jì)算n（Al）；
②加入鹽酸反應(yīng)后，鹽酸有剩余，由電荷守恒可知：c（H⁺）+2c（Fe²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-），再根據(jù)n=cV計(jì)算n（Fe²⁺），根據(jù)Fe元素守恒計(jì)算n（Fe₂O₃）；
根據(jù)2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，計(jì)算確定反應(yīng)固體成分及各自物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算生成氫氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氫氣的體積．

解答： 解：①加入氫氧化鈉溶液后，氫氧化鈉有剩余，由電荷守恒可知：c（Na⁺）=c（OH^-）+c（AlO₂^-），即c（AlO₂^-）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，故每份中n（Al）=n（AlO₂^-）=1mol/L×0.1L=0.1mol；
②加入鹽酸反應(yīng)后，鹽酸有剩余，根據(jù)Al元素守恒，c（Al³⁺）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L，由電荷守恒可知：c（H⁺）+2c（Fe²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-），即：0.1mol/L+2c（Fe²⁺）+3×1mol/L=4mol/L，解得：c（Fe²⁺）=0.45mol/L，n（Fe²⁺）=0.45mol/L×0.1L=0.045mol，根據(jù)Fe元素守恒，每份中n（Fe₂O₃）=

0.045mol

2

=0.0225mol；
由2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，可知0.1molAl完全反應(yīng)需要Fe₂O₃的物質(zhì)的量=0.1mol×

1

2

=0.05mol＞0.0225mol，故Fe₂O₃完全反應(yīng)，Al有剩余，生成Fe為0.045mol，參加反應(yīng)Al為0.0225mol×2=0.045mol，剩余Al為0.1mol-0.045mol=0.055mol，
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，②中反應(yīng)生成氫氣物質(zhì)的量為

0.055mol×3

2

+

0.045mol×2

2

=0.1275mol，
故②中生成氫氣的體積為：0.1275mol×22.4L/mol=2.856L，
故選A．

點(diǎn)評：本題考查混合物計(jì)算，判斷鋁熱劑反應(yīng)后固體成分是關(guān)鍵，注意利用守恒法進(jìn)行解答，側(cè)重考查學(xué)生分析思維能力，難度較大．