Question

现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验(假定反应前后溶液的体积不变) ①向其中一份固体中加入 100 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的c（OH^-）为1.0mol/L； ②向另一份固体中加入100 mL4.0 mol/L的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H^＋、Fe^2＋和Al^3＋三种阳离子且c（H⁺）为0.1mol/L。则产生的气体的体积（标准状况）为(   )

A．2.352L         B．2.448L        C．2.688L         D．2.856L

Answer

D

【解析】

试题分析：第一个反应后溶液显碱性，说明溶液中元素Al都以AlO2-形式存在，Fe及其氧化物和碱不反应，则溶液里的物质就是NaAlO2、NaOH，其中OH-浓度是1mol/L，根据钠离子守恒可知，AlO2-的物质的量就是0.1mol；由①可知，在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1mol，氢离子的物质的量是0.01mol，氯离子的物质的量是0.4mol，所以亚铁离子的物质的量是(0.4－0.01－0.1×3)÷2＝0.045mol。根据反应式2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3可知，反应后每一份中单质铁的物质的量是0.045mol，单质铝的物质的量是0.1mol－0.045mol＝0.055mol，所以再和盐酸的反应中，生成的氢气物质的量是0.045mol＋0.055mol×1.5＝0.1275mol，在标准状况下的体积是0.1275mol×22.4L/mol＝2.856L，答案选D。

【考点定位】考查化学计算。

【名师点睛】本题考查化学计算。该题属于较难的试题，既要根据电荷守恒，计算离子的浓度，还要判断铝热反应中反应物的过量问题，对学生的思维能力和审题能力都提出了较高的要求。一般思路是：在对物质转化过程的分析与判断的基础上，借助“守恒原理”，简化解题。除守恒法外，还有常用极值法、差量法等。