Question

【題目】現有一包鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵粉末的混合物，在高溫下使之充分反應，將反應后的固體分為兩等份，進行如下實驗(計算pH時假定溶液體積沒有變化)：

①向其中一份固體中加入100 mL2.0 mol/L的NaOH溶液，加熱使其充分反應后過濾，測得濾液的pH=14。

②向另一份固體中加入140 mL 4.0 mol/L的HCl溶液，使固體全部溶解，測得反應后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三種陽離子且pH=0。

（1）寫出該鋁熱反應的化學方程式_____________________________

（2）這包鋁熱劑中鋁粉的質量為_________ , 氧化鐵粉末的質量______________

Answer 1

【答案】 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 m(Al)=5.4g m(Fe2O3)=9.6g

【解析】（1）鋁與氧化鐵發生鋁熱反應的化學方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；（2）①中反應后氫氧根離子的物質的量為：1mol/L×0.1L=0.1mol，反應中消耗的氫氧化鈉的物質的量為：2mol/L×0.1L－0.1mol=0.1mol，氫氧化鈉與鋁反應生成偏鋁酸鈉，則偏鋁酸鈉的物質的量為0.1mol，根據鋁原子守恒可知原混合物中金屬鋁的物質的量是0.2mol，質量是0.2mol×27g/mol＝5.4g；②中反應后pH=0，則反應后氫離子的物質的量是0.14mol，由①可知，在第二個反應中Al3+的物質的量是0.1mol，氯離子的物質的量是0.56mol，所以根據氯離子守恒可知氯化亞鐵離子的物質的量為：（0.56-0.14-0.1×3）mol÷2=0.06mol；由Fe元素守恒可知，每份鋁熱劑中氧化鐵的物質的量是0.03mol，則整包鋁熱劑中氧化鐵的物質的量是0.06mol，質量是0.06mol×160g/mol=9.6g。