22.(浙江九所重点中学高三年级调研考试))现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化):

①向其中一份固体中加入100 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的pH=14;

②向另一份固体中加入140 mL 4.0 mol·L-1的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。

⑴计算这包铝热剂中铝的质量和氧化铁的质量。

⑵计算实验②产生气体的体积(标准状况)。

答案.⑴实验①中用去n(NaOH)=100 mL×(2.0 mol·L-1-1.0 mol·L-1)=0.1 mol

(1分)

无论是Al还是Al2O3,与NaOH溶液反应后都生成NaAlO2,铝热剂中

n(Al)=n(NaOH)×2=0.2 mol, m(Al)=5.4 g      (2分,算出2.7 g给1分)

实验②所得溶液中,根据“电荷守恒”有n(H+)+2×n(Fe2+)+3×n(Al3+)=n(Cl)

n(Fe2+)==0.06 mol  (2分)

铝热剂中n(Fe2O3)=n(Fe2+×2=0.06 mol,m(Fe2O3)=9.6 g

(2分,算出4.8 g给1分)

⑵根据上述计算结果,反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3充分进行后所得固体混合物中含0.08 mol Al和0.12 mol Fe。                    (1分)

实验②中所得H2在标准状况下体积为

V(H2)=n(H2)×22.4 L·mol-1=[n(Al)××+n(Fe)×]×22.4 L·mol-1=2.688 L

(2分)

或者

取铝热剂的一半用“电子守恒”计算:

 0  360490  360498  360504  360508  360514  360516  360520  360526  360528  360534  360540  360544  360546  360550  360556  360558  360564  360568  360570  360574  360576  360580  360582  360584  360585  360586  360588  360589  360590  360592  360594  360598  360600  360604  360606  360610  360616  360618  360624  360628  360630  360634  360640  360646  360648  360654  360658  360660  360666  360670  360676  360684  447090 

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