Fe和Al是两种常用的金属.将它们按一定的质量比组成混合物．(1)取一定质量的该混合物.向其中加入足量的NaOH溶液.生成气体的体积在标准状况下为n L.则反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.混合物中的Al的物质的量为$\frac{5n}{168}$．(2)另取相同质量的该混合物.向其中加入足量的稀硫酸.固体全部溶解.生成� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

6．Fe和Al是两种常用的金属，将它们按一定的质量比组成混合物．
（1）取一定质量的该混合物，向其中加入足量的NaOH溶液，生成气体的体积在标准状况下为n L，则反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，混合物中的Al的物质的量为$\frac{5n}{168}$．（用含字母的数学式表示）
（2）另取相同质量的该混合物，向其中加入足量的稀硫酸，固体全部溶解，生成气体的体积在标准状况下为m L，则反应中转移电子的物质的量为$\frac{5m}{56}$g，混合物中Fe的质量为2.5（m-n）g．（用含字母的数学式表示）
（3）向（2）所得的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，将产生的沉淀过滤出来，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则原混合物中铝的质量分数为30%．

分析（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，根据氢气和铝之间的关系式计算铝的物质的量；
（2）该反应中稀硫酸作氧化剂，根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，相同质量的铝与足量稀硫酸或氢氧化钠反应生成的氢气体积相同，再根据铁和氢气之间的关系式计算铁的质量；
（3）经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧元素的质量等于混合物中Al的质量，以此计算．

解答解：（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子反应方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
设铝的物质的量为x，
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑
2mol                               67.2L
x                                        nL
x=$\frac{2mol×nL}{67.2L}$=$\frac{5n}{168}$
混合物中Al的物质的量为$\frac{5n}{168}$，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；$\frac{5n}{168}$；
（2）该反应中转移电子数等于氢离子得到的电子数=$\frac{m}{22.4}$×2=$\frac{5m}{56}$mol，相同质量的铝与足量稀硫酸或氢氧化钠反应生成的氢气体积相同，所以等质量的铝和稀硫酸反应生成氢气的体积是nL，则铁与稀硫酸反应生成氢气的体积=（m-n）L，
设铁的质量是y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

56g                     22.4L
y                       （m-n）L
y=$\frac{56g×（m-n）L}{22.4L}$=2.5（m-n）g，
即转移电子的物质的量是$\frac{5m}{56}$，铁的质量是2.5（m-n）g，
故答案为：$\frac{5m}{56}$；2.5（m-n）g；
（3）向（2）所得的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，将产生的沉淀过滤出来，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧的质量等于原混合物中Al的质量，所以Al的质量分数为$\frac{16×3}{160}$×100%=30%，故答案为：30%．

点评本题考查较综合，涉及金属的化学性质，离子方程式的书写及计算、质量分数的计算等，注意铝和氢氧化钠溶液反应而Fe不能，侧重学生计算能力的考查，题目难度中等，（3）中注意守恒法的应用为解答的关键．

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．
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