由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂,该混合物在高温条件下能发生置换反应.为确定某铝热剂样品(铝和氧化铁)的组成,分别进行下列实验:
(1)若取10.7g该样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为a L.反应的化学方程式是______,样品中铝的质量分数是______(用含a的表达式表示).
(2)若取同质量的样品,在高温下使其恰好反应,则a=______L;该反应的化学方程式是______.
(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为b L,该气体与(1)中所得气体的体积比a:b______.
(1)铝和NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,n(H2)=
=aL 22.4L/mol
mol,a 22.4
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2mol 3mol
n(Al)
mola 22.4
n(Al)=
=2mol×
mola 22.4 3mol
mol,a 33.6
m(Al)=27g/mol×
mol=a 33.6
g,27a 33.6
ω(Al)=
×100%=
g27a 33.6 10.7g
=0.075a9a 119.84
故答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
或0.075a;9a 119.84
(2)取同质量的样品,在高温下使其恰好反应,发生:2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3, 高温 .
设混合物中含有xmolAl,ymolFe2O3,
则有:x:y=2:1 27x+160y=10.7
解之得:x=0.1,y=0.05,
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2mol 3×22.4lL
0.1mol aL
a=
=3.36,0.1mol×3×22.4L 2mol
故答案为:3.36;2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3; 高温 .
(3)由(2)知n(Fe)=0.1mol,
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
1mol 22.4L
0.1mol bL
b=2.24,
所以a:b=3.36:2.24=3:2,
故答案为:3:2.