问题 问答题

铝粉和氧化铁粉末的混合物制成的铝热剂可用于焊接钢轨.现取不同质量的该铝热剂分别和100mL同浓度的NaOH溶液反应,所取铝热剂的质量与产生气体的体积关系如表(气体体积均在标准状况下测定).

铝热剂质量/g7.515.020.0
气体体积/L3.366.726.72
计算:(1)NaOH溶液物质的量浓度

(2)该铝热剂中铝的质量分数

(3)15g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量.

答案

(1)铝热剂加入NaOH溶液中发生:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,由②③组数据可知NaOH完全反应,

n(H2)=

6.72L
22.4L/mol
=0.3mol,

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

     2mol             3mol

     n(NaOH)          0.3mol

n(NaOH)=0.2mol,

c(NaOH)=

0.2mol
0.1L
=2mol/L,

答:NaOH溶液物质的量浓度为2mol/l;

(2)①中NaOH剩余,Al完全反应,n(H2)=

3.36L
22.4L/mol
=0.15mol,

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

2mol                   3mol

n(Al)                0.15mol

n(Al)=0.1mol,

m(Al)=0.1mol×27g/mol=2.7g,

ω(Al)=

2.7g
7.5g
×100%=36%,

答:该铝热剂中铝的质量分数为36%;

(3)15g铝热剂中含n(Al)=

15g×36%
27g/mol
=0.2mol,

m(Al)=15g×36%=5.4g,

m(Fe2O3)=15g-5.4g=9.6g,

n(Fe2O3)=

9.6g
160g/mol
=0.06mol,

则Al过量,

Fe2O3+2Al

 高温 
.
 
2Fe+Al2O3

1mol            2mol

0.06mol         n(Fe)

 n(Fe)=0.12mol

m(Fe)=0.12mol×56g/mol=6.72g,

答:15g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量为6.72g.

单项选择题 B型题