Question

镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。

（1）镁铝合金用在飞机制造业，现有3．90克镁铝合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0．2mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n(Mg): n(Al)=         。

（2）硫铁矿的主要成分为FeS₂(假设杂质只含SiO₂)是生产硫酸的原料。取某硫铁矿10g在足量的空气中煅烧（4FeS₂+11O₂→2Fe₂O₃+8SO₂），充分反应后冷却，称得固体质量为7．4g（杂质SiO₂不反应）。该硫铁矿中FeS₂的质量分数为               。

（3）现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4．00 mol·L^－1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示(必要时可加热，忽略气体在水中的溶解)：纵坐标中A点的数值是                。

（4）炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。取某钢样粉末28．12g(假设只含Fe和C)，在氧气流中充分反应，得到CO₂气体224mL(标准状况下)。

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为                 （最简单的整数比）。

②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H₂SO₄中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

实验序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入钢样粉末的质量（g）	2．812	5．624	8．436
生成气体的体积（L）（标准状况）	1．120	2．240	2．800

 

则该硫酸溶液的物质的量浓度为                   。

③若在上述实验Ⅱ中继续加入m克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为    g (保留3位小数)

 

Answer 1

【答案】

（1）1:2 （2分）  

（2）78%（2分）    

（3）0．856（2分）

（4）①50∶1     

②1．25 mol/L

③ (m＋5．624)×g）

【解析】

试题分析：

（1）解：设Mg和Al的物质的量为x和y

Mg+H₂SO₄ =Mg SO₄+ H₂↑  2 Al+3H₂SO₄ = Al₂ (SO₄)₃+ 3H₂↑

x                  x      2                      3

                          y                      3/2 y

x+ 3/2 y =0．2     24 x+ 27*y=3．90    x=0．05   y=0．1

答：镁铝合金中物质的量n(Mg): n(Al)= 0．05: 0．1=1:2

（2）解：设FeS₂的质量为x

4FeS₂  +11O₂=2Fe₂O₃ +8SO₂      ⊿m

4*120                        （4*120-2*160）

x                               (10-7．4)

x=7．8        

答：硫铁矿中FeS₂的质量分数为7．8*100%/10=78%

（3）设HN O₃的物质的量浓度为x；Al的物质的量为y；Fe的物质的量为z

OC段：HN O₃ ——--NaOH     EF段：Al-----Al（OH）₃——----- NaOH——------Na AlO₂

       100x         4*3                    y            4*（18．5-16．5）/1000

     x=0．12                                   y=0．008       

CD段：  Al——3 OH^———Al（OH）₃    Fe—— 3 OH^———Fe（OH）₃

                  3         1                           3           1

               0．024       0．008           4*（15-3）/1000-0．024      0．008

A点沉淀是氢氧化铁，质量为： 107*0．008=0．856（g）

（4）①n_CO2= 0．224/22．4=0．01(mol)

C—— CO₂

0．01   0．01    n_Fe=(28．12-0．01*12)/56=0．5(mol)

此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为  n_Fe: n_C = 0．5:  0．01=50∶1          

②由表可知：Ⅲ钢样过量，由氢气量可求硫酸的量，n _H2=2．8/22．4=0．125(mol)

H₂SO₄------ H₂

0．05

该硫酸溶液的物质的量浓度为C=n/V=0．125/0．1=1．25（ mol/L）

③（设恰好溶解时钢样的质量为x，对于实验I和III，    x＝7．030g

此时加入的钢样的质量为m＝7．030－5．624＝1．406g

①当钢样粉末中的铁未全部溶解时，即m＞1．406g

反应结束后剩余固体的质量为m＋5．624－0．125×56＝（m－1．376）g

②当钢样粉末中的铁全部溶解时，即m≤1．406g

反应结束后剩余固体的质量为  (m＋5．624)×g   或 (m＋5．624)×g）

考点：本题以实验为基础，考查化学计算等知识。