Question

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。现取三份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）该铝热反应的化学方程式为                                      。

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

（3）求NaOH溶液的物质的量浓度。

（4）求该铝热剂中铝的质量分数。

Answer

（1）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；

（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）2mol/L；

(4) 36%。

【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，根据方程式计算。n(H2)=6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2mol 2mol 3mol

n（NaOH） 0.3mol

则n（NaOH）=0.2mol，所以c(NaOH)= 0.2mol ÷0.1L=2mol/L。（4）加入铝热剂7.5g时，固体完全反应，此时n(H2)=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol，根据方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑中Al与氢气的物质的量关系可知n(Al)=2/3 n(H2)=0.1mol，则m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g，所以该铝热剂中铝的质量分数是 Al%=(2.7g÷7.5g)×100%=36%。

考点：考查混合物的计算的有关知识。