Question

将过量的铝粉与FeO?2Fe₂O₃粉末配制成铝热剂，并分成两等份．一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体15.68L（标准状况）；另一份在高温下发生铝热反应，反应后的混合物与足量的盐酸反应，放出气体的体积（标准状况）可能为

1. A.
   11.20 L
2. B.
   15.68 L
3. C.
   22.40 L
4. D.
   13.36 L

Answer 1

D
分析：分成两等份．一份直接放入足量的烧碱溶液中，只有铝与氢氧化钠发生反应生成氢气，15.68L为氢气体积，根据氢气的体积计算出铝的物质的量．另一份在高温下恰好反应完全，实质为铝置换出铁，铁的氧化物FeO?2Fe₂O₃中的氧原子全部与铝结合生成氧化铝，利用氧原子守恒，根据铝的物质的量，计算出氧原子的物质的量，再结合氧化物FeO?2Fe₂O₃的化学式计算出其物质的量，再根据铁原子守恒，可知生成的铁的物质的量．根据铁的物质的量计算铁与盐酸反应生成的氢气体积．依据化学方程式计算得到．
解答：一份直接放入足量的烧碱溶液中，铝与氢氧化钠发生反应生成氢气15.68L，
氢气的物质的量为=0.7mol．
若铝恰好和铁的氧化物反应，铁的氧化物FeO?2Fe₂O₃中的氧原子全部与铝结合生成氧化铝，
所以根据关系式3H₂～～～～2Al～～～～3O～～～～Al₂O₃
3 2 3
0.7mol mol 0.7mol
由于氧化物为FeO?2Fe₂O₃，根据氧原子守恒，所以氧化物FeO?2Fe₂O₃的为=0.1mol．
根据铁原子守恒，可知另一份生成的铁的物质的量为0.1mol×5=0.5mol．
根据Fe～H₂可知，0.5molFe可生成氢气0.5mol，所以另一份生成的氢气的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.20L．
若铝全部与盐酸生成气体物质的量=0.7mol，气体体积=0.7mol×22.4L/mol=15.68L，
因为题干中铝过量，所以生成气体体积在11.2L--15.68L间，所以D符合；
故选D．
点评：本题考查混合物的计算、铝的性质，难度较大，关键清楚反应过程．本解法在反应的基础上利用原子守恒，极值计算应用，简化计算步骤，注意守恒思想的灵活运用．