题目内容
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同物质的量浓度的NaOH溶液反应，所取铝热剂的质量与产生气体的体积关系如下表（气体体积均在标准状况下测定）：
试完成下列计算：
（1）NaOH溶液的物质的量浓度
（2）该铝热剂中铝的质量分数
（3）20g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量是多少？（写出步骤）
| ① | ② | ③ | ④ | |
| 铝热剂质量/g | 5g | 10g | 15g | 20g |
| 气体体积/L | 2.24L | 4.48L | 6.72L | 6.72L |
（1）NaOH溶液的物质的量浓度
2mol/L
2mol/L
．（2）该铝热剂中铝的质量分数
36%
36%
．（3）20g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量是多少？（写出步骤）
分析：（1）由③④足数据可知，③组中NaOH完全反应，根据n=
计算氢气的物质的量，再根据方程式计算n（NaOH），根据c=
计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度；
（2）①②组金属Al完全反应，由第②足数据计算，根据方程式计算Al的质量，在利用质量分数定义计算；
（3）计算20g铝热剂中Al的质量，氧化铁的质量，进行过量计算，根据不足量的物质算生成Fe的质量．
| V |
| Vm |
| n |
| V |
（2）①②组金属Al完全反应，由第②足数据计算，根据方程式计算Al的质量，在利用质量分数定义计算；
（3）计算20g铝热剂中Al的质量，氧化铁的质量，进行过量计算，根据不足量的物质算生成Fe的质量．
解答：解：（1）由③④足数据可知，③组中NaOH完全反应，③组中氢气的物质的量为
=0.3mol，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
n（NaOH） 0.3mol
所以n（NaOH）=0.2mol，故氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
=2mol/L，
故答案为：2mol/L；
（2）①②组金属Al完全反应，由第②足数据计算，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
n（Al）
=0.2mol
故n（Al）=
=
mol，则m（Al）=
mol×27g/mol=3.6g，
故Al的质量分数为
×100%=36%，
故答案为：36%；
（3）20g铝热剂中：m（Al）=20×36%=7.2g，即 n（Al）=
=0.267mol，
m（Fe2O3）=20-7.2=12.8g，即n（Fe2O3）=
=0.08mol，
由方程式2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3可知，0.08molFe2O3完全反应需要0.16molAl，故Al过量，Fe2O3完全反应，由铁元素守恒可知n（Fe）=2n（Fe2O3）=0.16mol，故m（Fe）=0.16mol×56g/mol=8.96g，
答：20g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量是8.96g．
| 6.72L |
| 22.4L/mol |
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
n（NaOH） 0.3mol
所以n（NaOH）=0.2mol，故氢氧化钠溶液的物质的量浓度为
| 0.2mol |
| 0.1L |
故答案为：2mol/L；
（2）①②组金属Al完全反应，由第②足数据计算，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2 3
n（Al）
| 4.48L |
| 22.4L/mol |
故n（Al）=
| 0.2mol×2 |
| 3 |
| 0.4 |
| 3 |
| 0.4 |
| 3 |
故Al的质量分数为
| 3.6g |
| 10g |
故答案为：36%；
（3）20g铝热剂中：m（Al）=20×36%=7.2g，即 n（Al）=
| 7.2g |
| 27g/mol |
m（Fe2O3）=20-7.2=12.8g，即n（Fe2O3）=
| 12.8g |
| 160g/mol |
由方程式2Al+Fe2O3
| ||
答：20g该铝热剂发生铝热反应理论上产生铁的质量是8.96g．
点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，关键是根据固体质量与气体关系确定完全反应的物质，（3）中注意需要进行过量计算．
练习册系列答案
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