Question

【題目】為確定某鋁熱劑（含氧化鐵和鋁）的組成，分別進行下列實驗。

（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（標準狀況，下同）體積為b L，樣品中鋁的質量是______________g。

（2）若取a g樣品將其點燃，恰好完全反應，該反應的化學方程式是：_______________________，氧化鐵與鋁的質量比是_____________。

（3）待（2）中反應產物冷卻后，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，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，鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，根據氫氣的體積計算鋁的質量；

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

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

(4)根據化合價的變化判斷，化合價變化的數值越小，說明發生氧化還原反應時得到的電子數目越少，則消耗鋁的量最少。

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

(2)鋁與氧化鐵在高溫下生成鐵與氧化鋁，反應方程式為：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；由二者恰好反應，根據方程式可知，質量之比等于總的相對分子質量之比，則樣品中氧化鐵與鋁的質量比為(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)，與鹽酸反應生成的氫氣體積之比等于金屬提供的電子的物質的量之比，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。