Question

【题目】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)。

	①	②	③
铝热剂质量/g	7.5	15.0	20.0
气体体积/L	3.36	6.72	6.72

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。_______

Answer 1

【答案】NaOH溶液物质的量浓度为2mol·L-1 该铝热剂中铝的质量分数为36% 15g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量为6.72g

【解析】

铝热剂加入NaOH溶液中发生：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，

（1）由②③组数据可知NaOH完全反应，根据氢气的体积可计算NaOH溶液物质的量浓度；

（2）根据①组数据计算，①中NaOH剩余，Al完全反应根据化学方程式可计算Al的质量，进而可计算质量分数；

（3）根据（2）Al的质量分数可计算生成铁的质量．

(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)＝＝0.3mol，

2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑

　2mol　　　　　　　　　　　3mol

　n(NaOH)　　　　　　　　　0.3mol

n(NaOH)＝0.2mol，

c(NaOH)＝＝2mol·L-1，

答：NaOH溶液物质的量浓度为2mol·L－1；

(2)①中NaOH剩余，Al完全反应，n(H2)＝＝0.15mol，

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2mol 3mol

n（Al） 0.15mol

n(Al)＝0.1mol，m(Al)＝0.1mol×27g·mol-1＝2.7g，ω(Al)＝×100%＝36%，

答：该铝热剂中铝的质量分数为36%；

(3)15 g铝热剂中含n(Al)＝＝0.2 mol，m(Al)＝15g×36%＝5.4g，m(Fe2O3)＝15g－5.4g＝9.6g，n(Fe2O3)＝＝0.06mol，则Al过量，

Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3，

1mol　　　　　2mol

0.06 mol　　　n(Fe)

n(Fe)＝0.12mol

m(Fe)＝0.12mol×56g·mol-1＝6.72g，

答：15 g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量为6.72 g。