题目内容

镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用．
（1）镁铝合金用在飞机制造业，现有3.90克镁铝合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0.2mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n（Mg）：n（Al）=
1：2
1：2
．

（2）硫铁矿的主要成分为FeS2（假设杂质只含SiO2）是生产硫酸的原料．取某硫铁矿10g在足量的空气中煅烧（4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2），充分反应后冷却，称得固体质量为7.4g（杂质SiO2不反应）．该硫铁矿中FeS2的质量分数为
78%
78%
．
（3）现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00mol?L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示（必要时可加热，忽略气体在水中的溶解）：纵坐标中A点的数值是
0.856
0.856

（4）炼铁厂生产的生铁常用于炼钢．取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况下）．
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为
50：1
50：1
（最简单的整数比）．
②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如表所示：
实验序号 I II III
加入钢样粉末的质量（g） 2.812 5.624 8.436
生成气体的体积（L）（标准状况） 1.120 2.240 2.800
则该硫酸溶液的物质的量浓度为
1.25mol/L
1.25mol/L
．
③若在上述实验II中继续加入m克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为
0＜m≤1.406g时，（m+5.624）×
0.12
28.12
g；
m＞1.406g时，（m-1.376）g
0＜m≤1.406g时，（m+5.624）×
0.12
28.12
g；
m＞1.406g时，（m-1.376）g
 g（保留3位小数）
分析：（1）令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒、二者质量之和列方程计算x、y的值，据此解答；
（2）发生反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，导致固体质量减少，根据固体的质量差，利用差量法计算FeS2的质量，再根据质量分数定义计算；
（3）由图可知，加入3mL氢氧化钠时开始生成沉淀，故金属与硝酸反应中硝酸有剩余，反应中没有气体沉淀，故反应生成硝酸铁、硝酸铝与硝酸铵．3mL～15mL为生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，15mL沉淀达最大值．15mL～16.5mL为铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气．16.5mL～18.5mL氢氧化钠溶解氢氧化铝，A值为氢氧化铁的质量．
从16.5mL～18.5mL加入的2mL氢氧化钠完全溶解氢氧化铝，根据n=cV计算该阶段消耗的n（NaOH），再根据方程式计算氢氧化铝的物质的量，利用铝元素守恒计算溶液中n（Al3+），进而计算铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量，根据n=cV计算铁离子、铝离子完全消耗的n（NaOH），进而计算n（Fe3+），利用铁元素守恒计算n[Fe（OH）3]，根据m=nM计算氢氧化铁的质量．
（4）①根据n=
V
Vm
计算二氧化碳的物质的量，利用碳元素守恒计算n（C），再根据m=nM计算碳的质量，进而计算Fe的质量，再根据n=
m
M
计算Fe的物质的量，据此解答；
②硫酸的体积一定，由表中数据可知，样品质量增大，生成气体的体积都增大，故第Ⅰ、Ⅱ组样品完全反应，酸有剩余，8.436g样品完全反应可以生成气体
8.436g
2.812g
×1.12L=3.36L＞2.8Lg，故第Ⅲ组硫酸不足，样品完全反应．根据第Ⅲ组氢气的体积计算硫酸的物质的量，再根据c=
n
V
计算硫酸的浓度；
③根据铁是否完全溶解推论计算，剩余固体为碳与剩余铁的质量．
解答：解：（1）令镁、铝的物质的量分别为xmol、ymol，则：
24x+27y=3.9
2x+3y=0.2×2

解得x=0.05，y=0.1，
故n（Mg）：n（Al）=0.05mol：0.1mol=1：2，
故答案为：1：2；
（2）发生反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2，导致固体质量减少，固体质量减少10g-7.4g=2.6g，则：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 质量减少△m
480                      160
m（FeS2）                  2.6g
故m（FeS2）=2.6g×
480
160
=7.8g，
故FeS2的质量分数为
7.8g
10g
×100%=78%，
故答案为：78%；
（3）从16.5mL～18.5mL加入的2mL氢氧化钠完全溶解氢氧化铝，该阶段消耗的n（NaOH）=0.002L×4mol/L=0.008mol，根据方程式Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知，n[Al（OH）3]=0.08mol，故溶液中n（Al3+）=0.08mol，铝离子完全沉淀消失氢氧化钠为0.008mol×3=0.024mol，铁离子、铝离子完全消耗的氢氧化钠溶液的体积为15mL-3mL=12mL，故该阶段消耗n（NaOH）=0.012L×4mol/L=0.048mol，故铁离子完全沉淀消耗的氢氧化钠为0.048mol-0.024mol=0.024mol，故n（Fe3+）=
0.024mol
3
=0.008mol，故m[Fe（OH）3]=0.008mol×107g/mol=0.856g，
故答案为：0.856g；
（4）①二氧化碳的物质的量为
0.224L
22.4L/mol
=0.01mol，根据碳元素守恒n（C）=0.01mol，故m（C）=0.01mol×12g/mol=0.12g，故Fe的质量为28.12g-0.12g=28g，Fe的物质的量为
28g
56g/mol
=0.5mol，故此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为0.5mol：0.01mol=50：1，
故答案为：50：1；
②硫酸的体积一定，由表中数据可知，样品质量增大，生成气体的体积都增大，故第Ⅰ、Ⅱ组样品完全反应，酸有剩余，8.436g样品完全反应可以生成气体
8.436g
2.812g
×1.12L=3.36L＞2.8Lg，故第Ⅲ组硫酸不足，样品完全反应．氢气的物质的量为
2.8L
22.4L/mol
=0.125mol，由氢原子守恒可知硫酸的物质的量为0.125mol，故硫酸的浓度为
0.125mol
0.1L
=1.25mol/L，
故答案为：1.25mol/L；
③令Ⅱ组中生成氢气为
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol，根据电子注意守恒可知n（Fe）=0.1mol，则n（C）=
0.1mol
50
=0.002mol，
A．当钢样粉末中的铁全部溶解时，样品中Fe的总物质的量小于或等于0.125mol，故加入的Fe的物质的量小于或等于0.125mol-0.1mol=0.025mol，则m≤
0.025mol
0.1mol
×5.624=1.406g，此时属于固体碳的质量为（m+5.624）×
0.12
28.12
g；
B．当钢样粉末中的铁未全部溶解时，即m＞1.406g，反应结束后剩余固体的质量为m+5.624-0.125×56=（m-1.376）g，
故答案为：0＜m≤1.406g时，（m+5.624）×
0.12
28.12
g；m＞1.406g时，（m-1.376）g．
点评：本题考查混合物的有关计算，为拼合型题目，题量大，计算量大，过程复杂，为易错题目，对学生的心理素质有很高要求，是对学生综合能力的考查，注意（4）③中需要讨论计算．
练习册系列答案
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下列有关金属及其化合物的说法中，正确的是（　　）
①在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用
②纯铁比生铁抗腐蚀性更强
③单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属
④向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末，振荡，溶液变为蓝色并有气泡产生
⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素
⑦往FeCl3溶液中滴入KI-淀粉溶液，溶液变蓝色
⑧铝粉和氧化镁粉末混合，高温能发生铝热反应．
A、4句B、5句C、6句D、7句

镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用．

1．镁铝合金用在飞机制造业，现有3.90克镁铝合金溶于足量的2 mol/L稀硫酸中生成0.2 mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n(Mg)∶n(Al)＝________．

2．硫铁矿的主要成分为FeS2(假设杂质只含SiO2)是生产硫酸的原料．取某硫铁矿10 g在足量的空气中煅烧(4FeS2＋11O2→2Fe2O3＋8SO2)，充分反应后冷却，称得固体质量为7.4 g(杂质SiO2不反应)．该硫铁矿中FeS2的质量分数为________．

3．现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00 mol·L－1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示(必要时可加热，忽略气体在水中的溶解)：纵坐标中A点的数值是________．

4．炼铁厂生产的生铁常用于炼钢．取某钢样粉末28.12 g(假设只含Fe和C)，在氧气流中充分反应，得到CO2气体224 mL(标准状况下)．

(1)计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为________(最简单的整数比)．

(2)再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100 mL相同浓度的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

则该硫酸溶液的物质的量浓度为________．

(3)若在上述实验Ⅱ中继续加入m克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为________g．(保留3位小数)

镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。

（1）镁铝合金用在飞机制造业，现有3．90克镁铝合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0．2mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n(Mg): n(Al)=         。

（2）硫铁矿的主要成分为FeS2(假设杂质只含SiO2)是生产硫酸的原料。取某硫铁矿10g在足量的空气中煅烧（4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2），充分反应后冷却，称得固体质量为7．4g（杂质SiO2不反应）。该硫铁矿中FeS2的质量分数为               。

（3）现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100 mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4．00 mol·L－1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示(必要时可加热，忽略气体在水中的溶解)：纵坐标中A点的数值是                。

（4）炼铁厂生产的生铁常用于炼钢。取某钢样粉末28．12g(假设只含Fe和C)，在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL(标准状况下)。

①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为                 （最简单的整数比）。

②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

实验序号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

加入钢样粉末的质量（g）

2．812

5．624

8．436

生成气体的体积（L）（标准状况）

1．120

2．240

2．800

 

则该硫酸溶液的物质的量浓度为                   。

③若在上述实验Ⅱ中继续加入m克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为    g (保留3位小数)

 

镁、铝、铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用．
（1）镁铝合金用在飞机制造业，现有3.90克镁铝合金溶于足量的2mol/L稀硫酸中生成0.2mol氢气，计算并确定镁铝合金中物质的量n（Mg）：n（Al）=______．

（2）硫铁矿的主要成分为FeS2（假设杂质只含SiO2）是生产硫酸的原料．取某硫铁矿10g在足量的空气中煅烧（4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2），充分反应后冷却，称得固体质量为7.4g（杂质SiO2不反应）．该硫铁矿中FeS2的质量分数为______．
（3）现有一定量的铁粉和铝粉组成的混合物跟100mL稀硝酸充分反应，反应过程中无任何气体放出，往反应后的澄清溶液中逐渐加入4.00mol?L-1的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积与产生沉淀的质量的关系如图所示（必要时可加热，忽略气体在水中的溶解）：纵坐标中A点的数值是______
（4）炼铁厂生产的生铁常用于炼钢．取某钢样粉末28.12g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL（标准状况下）．
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为______（最简单的整数比）．
②再取三份不同质量的上述钢样粉末分别加到100mL相同浓度的稀H2SO4中，充分反应后，测得的实验数据如表所示：
实验序号IIIIII
加入钢样粉末的质量（g）2.8125.6248.436
生成气体的体积（L）（标准状况）1.1202.2402.800
则该硫酸溶液的物质的量浓度为______．
③若在上述实验II中继续加入m克钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为______ g（保留3位小数）

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