Question

向 m g 铁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体 b L．随即向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液 V mL，使与硫酸反应所得的金属离子刚好沉淀完全，并在空气中放置较长时间至沉淀不再发生改变，得到沉淀质量为 n g．再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体 p g．则下列关系正确的是（　　）

• A．c=

  1000b

  11.2V

• B．p=m+

  Vc

  125

• C．n=m+17Vc
• D．

  10

  7

  m＜p＜

  17

  9

  m

Answer 1

分析：反应化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、FeSO₄+2KOH=Fe（OH）₂↓+K₂SO₄、Al₂（SO₄）₃+6KOH=2Al（OH）₃↓+3K₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；Fe（OH）₃

△   .

Fe₂O₃+3H₂O；2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；故在空气中放置较长时间至沉淀不再发生改变，得到沉淀质量为 n g为氢氧化铁、氢氧化铝的质量，灼烧沉淀所得最终固体 p g为Fe₂O₃、Al₂O₃，
A、根据n=

V

Vm

计算氢气的物质的量，根据电荷守恒，氢氧化亚铁、氢氧化铝沉淀中含有n（OH^-）等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，据此计算氢氧根离子的物质的量，再根据c=

n

V

计算氢氧化钾的物质的量浓度；
B、沉淀灼烧生成氧化铁与氧化铝，固体的质量与金属的含量有关，不能氧化物的具体质量；
C、沉淀为氢氧化铁、氢氧化铝，沉淀的质量与金属的含量有关，不能氧化物的具体质量；
D、按照极值方法计算，若mg全是Fe，计算生成得到的氧化铁质量，若mg全是铝，计算得到的氧化铝的质量，实际固体的质量介于二者之间．

解答：解：A、根据电荷守恒，氢氧化亚铁、氢氧化铝沉淀中含有n（OH^-），等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，故生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半，故

bL

22.4L/mol

×2=cmol/L×V×10^-3L，整理得c=

1000b

11.2V

，故A正确；
B、若灼烧后的氧化物为氧化亚铁、氧化铝，氧化物的质量等于金属质量与氧原子的质量之和，由电荷守恒可知氧原子的物质的量等于氢氧根离子物质的量的一半，故p=m+c×V×10^-3×

1

2

×16=m+

cV

125

，但灼烧后的固体为氧化铁、氧化铝，故p＞m+

cV

125

，故B错误；
C、加入KOH溶液，离子恰好沉淀时，生成的沉淀为氢氧化亚铁、氢氧化铝，其质量等于金属的质量与含有的氢氧根离子的质量之和为m+c×V×10^-3×17=m+

17Vc

1000

，在空气中放置较长时间至沉淀不再发生改变，最终沉淀为氢氧化铁、氢氧化铝，故n＞m+c×V×10^-3×17=m+

17Vc

1000

，故C错误；
D、若氧化物为氧化铁，根据元素守恒，则质量为P=

mg

56g/mol

×

1

2

×160g/mol=

10m

7

，若mg全是铝，得到的氧化物为氧化铝，根据元素守恒，则质量为p=

mg

27g/mol

×

1

2

×102g/mol=

17m

9

，质量介于二者之间，故D正确；
故选AD．

点评：本题综合考查铁铝元素单质及化合物的性质、混合物的有关计算，注意利用方程式与电子转移守恒寻找关系解答，注意氢氧化亚铁氧化生成氢氧化铁，题目计算量较大，且为无数据计算，难度较大．