Question

12．为确定某铝热剂（含氧化铁Fe₂O₃和铝）的组成，分别进行下列实验．
（1）取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体体积为6.72L（标准状况）．则该样品中铝的质量是5.4g．
（2）另取a g样品将其加热引燃发生反应2AI+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$AI₂O₃+2Fe，若恰好完全反应，则a为21.4g，该反应中AI₂O₃是氧化产物（填“还原产物”或“氧化产物”）．
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，反应的离子方程式为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，根据氢气的体积计算金属铝的质量；
（2）金属铝和氧化铁的混合物反应生成金属铁和氧化铝，根据铝的物质的量计算出氧化铁的质量，然后得出铝和氧化铁的总质量；根据化合价变化判断氧化铝的作用；
（3）氧化铝、铁都能够与盐酸反应，分别写出反应的离子方程式．

解答 解：（1）铝热剂是金属铝和氧化铁的混合物，金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根据方程式2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，当生成的氢气（标准状况，下同）体积为6.72L时，生成氢气的物质的量为：$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，则样品中Al的质量为：0.3mol×$\frac{2}{3}$×27g/mol=5.4g，
故答案为：5.4；
（2）铝与氧化铁反应的方程式为：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，由于恰好完全反应，其中铝的物质的量是0.3mol×$\frac{2}{3}$=0.2mol，则氧化铁的物质的量为：0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol，其质量为：160g/mol×0.1mol=16g；则铝和氧化铁的总质量为：5.4g+16g=21.4g；
该反应中，Al₂O₃为Al被氧化生成的产物，属于氧化产物，
故答案为：21.4；氧化产物；
（3）氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式为：Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、
故答案为：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确铝热反应原理为解答关键，注意熟练掌握物质的量与摩尔质量、气体摩尔体积之间的关系，试题培养了学生的化学计算能力．