Question

【題目】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）若取a g樣品，向其中加入足量的氫氧化鈉溶液，測得生成的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）體積為b L，樣品中鋁的質(zhì)量是______________g。

（2）若取a g樣品將其點(diǎn)燃，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_______________________，氧化鐵與鋁的質(zhì)量比是_____________。

（3）待（2）中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測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__________。

（4）用鋁熱法還原下列物質(zhì)，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是____________

A.MnO2 B.Fe3O4 C.Cr2O3 D. V2O5

Answer 1

【答案】0.8b 2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe 80:27 2:3 B

【解析】

(1)氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，根據(jù)氫氣的體積計(jì)算鋁的質(zhì)量；

(2)鋁與氧化鐵在高溫下生成鐵與氧化鋁；由二者恰好反應(yīng)，根據(jù)方程式可知，質(zhì)量之比等于總的相對分子質(zhì)量之比；

(3)由方程式可知，(2)中生成的n(Fe)等于鋁熱劑中n(Al)，與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣體積之比等于金屬提供的電子的物質(zhì)的量之比．注意鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵；

(4)根據(jù)化合價(jià)的變化判斷，化合價(jià)變化的數(shù)值越小，說明發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)得到的電子數(shù)目越少，則消耗鋁的量最少。

(1)氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，根據(jù)方程式知，鋁的質(zhì)量=××27g/mol=g；

(2)鋁與氧化鐵在高溫下生成鐵與氧化鋁，反應(yīng)方程式為：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；由二者恰好反應(yīng)，根據(jù)方程式可知，質(zhì)量之比等于總的相對分子質(zhì)量之比，則樣品中氧化鐵與鋁的質(zhì)量比為(56×2+16×3):2×27=80:27；

(3)由方程式2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可知，(2)中生成的n(Fe)等于鋁熱劑中n(Al)，與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣體積之比等于金屬提供的電子的物質(zhì)的量之比，所以(3)中生成的氫氣與(1)中生成氫氣體積之比c：b=2n(Fe):3n(Al)=2:3；

(4)A．MnO2～Mn，生成1molMn，需要得到4mol電子，消耗molAl；

B．Fe3O4～3Fe，生成1molFe得到mol電子，消耗molAl；

C．Cr2O3～2Cr，生成1molCr，需要3mol電子，消耗1molAl；

D．V2O5～2V，生成1molV，需得電子5mol，消耗molAl；

所以制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是B，故答案為B。