Question

【題目】某化學興趣小組要在“校園科藝節活動”中使用氫氣球表演節目。經過測量，每個氫氣球的體積約為1.12L（已折成標準狀況）。

已知興趣小組采用Al和氫氧化鈉溶液反應制取氫氣。

（1）若實驗需要1L 2.5 mol·L-1的NaOH溶液，則要用稱取NaOH固體______g。配制溶液過程中所需儀器除天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外，還需要__________、____________（填儀器名稱）。

（2）若要制取60個氫氣球，至少需要Al的質量為_____g，轉移的電子數為________。

（3）該化學興趣小組為了營造氣氛，做了驚艷全場的鋁熱反應（如下圖），寫出該反應的化學方程式____________________________。興趣小組同學取反應后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發現溶液變血紅色。出現這種現象的原因可能是______。

（4）若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁，可選擇____(填試劑名稱)，所發生反應的化學方程式為________________。

Answer 1

【答案】100 1000mL容量瓶 膠頭滴管 54 6NA 8Al+3Fe3O44Al2O3+ 9Fe 混有沒反應完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化 氫氧化鈉溶液 Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O

【解析】

（1）根據m＝cVM計算氫氧化鈉的質量，根據配制過程判斷需要的儀器；

（2）根據n＝V/Vm、m＝nM結合反應的方程式計算；

（3）鋁和四氧化三鐵反應生成氧化鋁和鐵，滴加KSCN溶液，發現溶液變血紅色，說明含有鐵離子，據此判斷。

（4）根據氧化鋁是兩性氧化物分析解答。

（1）若實驗需要1L 2.5 mol·L-1的NaOH溶液，則需要稱取NaOH固體的質量是1L×2.5mol/L×40g/mol＝100g。配制溶液過程是計算、稱量、溶解、冷卻、轉移、洗滌、定容、搖勻等，則過程中所需儀器除天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外，還需要1000mL容量瓶、膠頭滴管。

（2）每個氫氣球的體積約為1.12L（已折成標準狀況），氫氣的物質的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，若要制取60個氫氣球，則需要氫氣是0.05mol×60＝3.0mol，根據方程式2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑可知至少需要Al的物質的量是2mol，質量為2mol×27g/mol＝54g，鋁元素化合價從0價升高到+3價，轉移3個電子，則轉移的電子數為6NA。

（3）在高溫下鋁和四氧化三鐵反應生成氧化鋁和鐵，該反應的化學方程式為8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。興趣小組同學取反應后的“鐵塊”溶于鹽酸，向其中滴加KSCN溶液，發現溶液變血紅色，說明含有鐵離子，因此出現這種現象的原因可能是混有沒反應完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化。

（4）由于氧化鋁是兩性氧化物，能溶于氫氧化鈉溶液，所以若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁，可選擇氫氧化鈉溶液，發生反應的化學方程式為Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O。