Question

（8分）铝粉和氧化铁粉末的混合物制成的铝热剂可用于焊接钢轨。现取不同质量的该铝热剂分别和100mL同浓度的NaOH溶液反应，所取铝热剂的质量与产生气体的体积关系如下表（气体体积均在标准状况下测定）。

	①	②	③
铝热剂质量/g	7.5	18.0	20.0
气体体积/L	3.36	6.72	6.72

（1）该铝热反应的化学方程式为______________ (1分)

（2）该铝热剂中加入NaOH溶液时发生反应的化学方程式为_____________ (1分)

（3）求NaOH溶液的物质的量浓度：__________ (3分)

（4）求该铝热剂中铝的质量分数__________。(3分)

Answer

（1）2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3（1分）

（2）2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑（1分）

（3）n(H2)= 6.72 L/ 22.4 L/mol = 0.3mol（1分）

n(NaOH)=0.2mol（1分） c(NaOH)=2mol/L（1分）

（4）n(H2)= 3.36 L/ 22.4 L/mol = 0.15mol （1分）

n(Al)= 0.1mol（1分） Al%= 2.7/7.5=36％（1分）

【解析】

试题分析：（1）铝热剂的主要成分为铝和氧化铁，在高温条件下发生置换反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。（2）铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。（3）生成氢气6.72L时，气体的体积不再变化，说明NaOH完全反应。n（H2）=0.3mol，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑知n（NaOH）=0.2mol，c（NaOH）=2mol/L。（4）加入铝热剂7.5g时，固体完全反应，此时n(H2)= 3.36 L/ 22.4 L/mol = 0.15mol，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑知n（Al）=0.1mol，m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g， Al%=2.7g/7.5g×100%=36%。

考点：考查铝及其化合物的性质、混合物计算。