Question

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

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

，样品中铝的质量分数是

9a

119.84

或0.075a

（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=

3.36

L；该反应的化学方程式是

2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃

．
（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

3：2

．

Answer 1

分析：（1）铝和NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=

aL

22.4L/mol

，根据化学方程式计算；
（2）取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，发生：2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃，根据方程式可计算10.7g样品中含有Al的物质的量，可根据方程式计算生成气体的体积；
（3）（2）中反应产物中生成Fe，可根据铁的物质的量计算生成气体的体积，进而计算体积比．

解答：解：（1）铝和NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=

aL

22.4L/mol

=

a

22.4

mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                   3mol
n（Al）                 

a

22.4

mol
n（Al）=

2mol× a 22.4 mol

3mol

=

a

33.6

mol，
m（Al）=27g/mol×

a

33.6

mol=

27a

33.6

g，
ω（Al）=

27a 33.6 g

10.7g

×100%=

9a

119.84

=0.075a
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑； 

9a

119.84

或0.075a；
（2）取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，发生：2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃，
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=

0.1mol×3×22.4L

2mol

=3.36，
故答案为：3.36；2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃；
（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．

点评：本题考查铝热反应以及化学方程式的计算，题目难度中等，本题注意铝热反应的原理，注意相关方程式的书写以及物质的量应用于化学方程式的计算方法．