题目内容
某学生用电子天平和必要的化学实验仪器测定铁铝合金中各组分含量，其实验装置如图所示：实验时，取一块铁铝合金，将其切成碎块后全部加入到盛有50mL 5.0mol?L-1 NaOH溶液的烧杯中．试回答下列问题：（1）合金表面反应的离子方程式为：
（2）合金表面会形成原电池，其负极的电极反应为：
（3）不同时间电子天平的读数如下表所示：
| 实验操作过程 | 时间/min | 电子天平的读数/g |
| 烧杯+NaOH溶液 | 80.0 | |
| 烧杯+溶液+样品 | 0 | 87.8 |
| 1 | 87.5 | |
| 2 | 87.3 | |
| 3 | 87.2 | |
| 4 | 87.2 |
（4）上述50mL NaOH溶液中最多可溶解的铁铝合金样品质量为
考点：化学方程式的有关计算,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,探究物质的组成或测量物质的含量
专题：几种重要的金属及其化合物
分析：（1）合金是铁和铝，依据物质性质可知，放入氢氧化钠溶液中 反应的是铝，依据铝和氢氧化钠反应写出离子方程式；
（2）铁和铝在氢氧化钠溶液中形成原电池反应，铁做正极，铝做负极失电子生成铝离子，在氢氧化钠溶液中反应变化为偏铝酸钠，依据电子守恒和电荷守恒写出电极反应；
（3）分析图表数据，计算加入的合金质量=87.8g-80.0g=7.8g；取3、4的称量值计算得到烧杯+溶液+样品，减去烧杯+NaOH溶液质量为反应生成氢气的质量，结合化学方程式计算反应的铝的质量得到铁的质量分数；
（4）依据铝和氢氧化钠溶液反应的化学方程式计算所需要最多铝的质量，结合合金铝和铁的质量比计算含有的铁，得到合金质量．
（2）铁和铝在氢氧化钠溶液中形成原电池反应，铁做正极，铝做负极失电子生成铝离子，在氢氧化钠溶液中反应变化为偏铝酸钠，依据电子守恒和电荷守恒写出电极反应；
（3）分析图表数据，计算加入的合金质量=87.8g-80.0g=7.8g；取3、4的称量值计算得到烧杯+溶液+样品，减去烧杯+NaOH溶液质量为反应生成氢气的质量，结合化学方程式计算反应的铝的质量得到铁的质量分数；
（4）依据铝和氢氧化钠溶液反应的化学方程式计算所需要最多铝的质量，结合合金铝和铁的质量比计算含有的铁，得到合金质量．
解答：
解：（1）合金是铁和铝，由物质性质可知，放入氢氧化钠溶液中 反应的是铝，铝和氢氧化钠反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）铁和铝在氢氧化钠溶液中形成原电池反应，铁做正极，铝做负极失电子生成铝离子，在氢氧化钠溶液中反应变化为偏铝酸钠，依据电子守恒和电荷守恒写出电极反应为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）分析图表数据，计算加入的合金质量=87.8g-80.0g=7.8g；称量质量不变时，反应生成氢气的质量=87.8g-87.2g=0.6g，物质的量为0.3mol，50mL 5.0mol?L-1 NaOH溶液中物质的量=0.05L×5mol/L=0.25mol，结合化学方程式计算反应的铝的质量
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2×27 2 3
m 0.2mol 0.3mol
铝的质量=5.4g，
氢氧化钠过量，铝全部反应；
得到铁的质量分数=
×100%=30.8%，
故答案为：30.8%；
（4）合金中铁和铝质量比=2.4：5.4，
NaOH溶液中物质的量=0.05L×5mol/L=0.25mol，依据化学方程式计算，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
最多溶解铝物质的量0.25mol，质量=0.25mol×27g/mol=6.75g，铁和铝质量比=2.4：5.4=铁的质量：6.75，得到铁的质量=3g，则合金质量=3g+6.75g=9.75g，
故答案为：9.75g．
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）铁和铝在氢氧化钠溶液中形成原电池反应，铁做正极，铝做负极失电子生成铝离子，在氢氧化钠溶液中反应变化为偏铝酸钠，依据电子守恒和电荷守恒写出电极反应为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）分析图表数据，计算加入的合金质量=87.8g-80.0g=7.8g；称量质量不变时，反应生成氢气的质量=87.8g-87.2g=0.6g，物质的量为0.3mol，50mL 5.0mol?L-1 NaOH溶液中物质的量=0.05L×5mol/L=0.25mol，结合化学方程式计算反应的铝的质量
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2×27 2 3
m 0.2mol 0.3mol
铝的质量=5.4g，
氢氧化钠过量，铝全部反应；
得到铁的质量分数=
| 7.8g-5.4g |
| 7.8g |
故答案为：30.8%；
（4）合金中铁和铝质量比=2.4：5.4，
NaOH溶液中物质的量=0.05L×5mol/L=0.25mol，依据化学方程式计算，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
最多溶解铝物质的量0.25mol，质量=0.25mol×27g/mol=6.75g，铁和铝质量比=2.4：5.4=铁的质量：6.75，得到铁的质量=3g，则合金质量=3g+6.75g=9.75g，
故答案为：9.75g．
点评：本题考查了实验数据分析判断的应用，物质称量质量到质量不再变化时，得到的质量最准确，主要是铝的性质分析应用和实验数据应用，掌握分析方法是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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