Question

7．为确定某铁的氧化物粉末和铝粉形成的混合物的组成，进行下列实验．
（1）若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体（标准状况，下同）的体积为b L．反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；样品中铝的质量是$\frac{9b}{11.2}$g．
（2）取等质量样品将其点燃，恰好完全反应，待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，c：b=4：5，则铁的氧化物的化学式为Fe₄O₅．

Answer 1

分析 （1）铝和NaOH反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=$\frac{aL}{22.4L/mol}$，根据化学方程式计算；
（2）设铁的氧化物的化学式为Fe_xO_y，Al与铁的氧化物反应生成Fe，Fe与盐酸反应生成氢气，根据氢气计算铁的物质的量，结合反应方程式计算．

解答 解：（1）铝和NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，其化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=$\frac{aL}{22.4L/mol}$=$\frac{a}{22.4}$mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                  3mol
n（Al）              $\frac{b}{22.4}$mol
n（Al）=$\frac{b}{33.6}$mol，
m（Al）=27g/mol×$\frac{b}{33.6}$mol=$\frac{9b}{11.2}$g，
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑； $\frac{9b}{11.2}$；
（2）设铁的氧化物的化学式为Fe_xO_y，Al与铁的氧化物反应生成Fe，发生：2yAl+3Fe_xO_y$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3xFe+yAl₂O₃，
已知c：b=4：5，设Al与盐酸反应生成5mol氢气，则Fe与盐酸反应生成4mol氢气；
所以n（Al）=$\frac{2}{3}$n（H₂）=$\frac{10}{3}$mol，n（Fe）=4mol，
由方程式可知，2yAl～～～3xFe
             2y        3x
            $\frac{10}{3}$mol      4mol
所以x：y=4：5，即铁的氧化物的化学式为Fe₄O₅；
故答案为：Fe₄O₅．

点评 本题考查铝热反应以及化学方程式的计算，题目难度中等，本题注意铝热反应的原理，注意相关方程式的书写以及物质的量应用于化学方程式的计算方法．