Question

（9分）有一铝粉和Fe₃O₄粉末组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下加热使之充分反应。将反应后所得混合物研细，并分成均匀的两等份，在一份中加足量的氢氧化钠溶液，另一份中加入足量的盐酸，反应后，前者消耗m mol NaOH，放出气体0.336 L；后者消耗n mol HCl，放出气体V L，若将等质量的铝热剂直接与足量稀硫酸作用，可得3.36 L气体（上述气体体积均已换算成标准状况）。试求铝热剂中Al的质量分数。

Answer

28.0%

【解析】（1）铝热剂直接与H2SO4作用时产生气体的反应如下：

2Al   ＋   3 H2SO4   ＝   Al2(SO4)3   ＋   3 H2↑

54.0 g                                     67.2 L

m(Al)                                     3.36 L

列式可解得：m(Al)＝2.70 g

铝热反应后的混合物遇NaOH能放出H2，表明铝热反应Al剩余，则：

2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H2O  ＝  2Na [Al(HO)4] ＋ 3 H2↑

54.0 g                                       67.2 L

m(Al)                                       0.336 L

列式可求得：m余(Al)＝0.540 g

铝热剂中Fe3O4的质量可求：

3 Fe3O4   ＋   8 Al  4 Al2O3  ＋  9 Fe

696 g         216 g

m(Fe3O4)    2.70g－0.540g

列式可求得：m(Fe3O4)＝6.96 g

则：w(Al)＝×100%＝28.0%