Question

【題目】鋁粉和氧化鐵粉末的混合物制成的鋁熱劑可用于焊接鋼軌。現取不同質量的該鋁熱劑分別和100mL同濃度的NaOH溶液反應，所取鋁熱劑的質量與產生氣體的體積關系如表(氣體體積均在標準狀況下測定)。

	①	②	③
鋁熱劑質量/g	7.5	15.0	20.0
氣體體積/L	3.36	6.72	6.72

計算：

（1）NaOH溶液物質的量濃度_______

（2）該鋁熱劑中鋁的質量分數_______

（3）15g該鋁熱劑發生鋁熱反應理論上產生鐵的質量。_______

Answer 1

【答案】NaOH溶液物質的量濃度為2mol·L-1 該鋁熱劑中鋁的質量分數為36% 15g該鋁熱劑發生鋁熱反應理論上產生鐵的質量為6.72g

【解析】

鋁熱劑加入NaOH溶液中發生：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，

（1）由②③組數據可知NaOH完全反應，根據氫氣的體積可計算NaOH溶液物質的量濃度；

（2）根據①組數據計算，①中NaOH剩余，Al完全反應根據化學方程式可計算Al的質量，進而可計算質量分數；

（3）根據（2）Al的質量分數可計算生成鐵的質量．

(1)鋁熱劑加入NaOH溶液中發生：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，由②③組數據可知NaOH完全反應，n(H2)＝＝0.3mol，

2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑

　2mol　　　　　　　　　　　3mol

　n(NaOH)　　　　　　　　　0.3mol

n(NaOH)＝0.2mol，

c(NaOH)＝＝2mol·L-1，

答：NaOH溶液物質的量濃度為2mol·L－1；

(2)①中NaOH剩余，Al完全反應，n(H2)＝＝0.15mol，

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2mol 3mol

n（Al） 0.15mol

n(Al)＝0.1mol，m(Al)＝0.1mol×27g·mol-1＝2.7g，ω(Al)＝×100%＝36%，

答：該鋁熱劑中鋁的質量分數為36%；

(3)15 g鋁熱劑中含n(Al)＝＝0.2 mol，m(Al)＝15g×36%＝5.4g，m(Fe2O3)＝15g－5.4g＝9.6g，n(Fe2O3)＝＝0.06mol，則Al過量，

Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3，

1mol　　　　　2mol

0.06 mol　　　n(Fe)

n(Fe)＝0.12mol

m(Fe)＝0.12mol×56g·mol-1＝6.72g，

答：15 g該鋁熱劑發生鋁熱反應理論上產生鐵的質量為6.72 g。