Question

Fe和Al是两种常用的金属，将它们按一定的质量比组成混合物。

（1）取一定质量的该混合物，向其中加入足量的NaOH溶液，生成气体的体积在标准状况下为n L，则反应的离子方程式为: ___________________，混合物中的Al的物质的量为_______________.（用含字母的数学式表示）

（2）另取相同质量的该混合物，向其中加入足量的稀硫酸，固体全部溶解，生成气体的体积在标准状况下为m L，则反应中转移电子的物质的量为____________.混合物中Fe的质量为____________________.（用含字母的数学式表示）

（3）向（2）所得的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，将产生的沉淀过滤出来，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体, 经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等,则原混合物中铝的质量分数为_____________.

Answer

（1）2Al +2OH- +2H2O = 2AlO2- +3H2↑；n /33.6 mol

（2）m/11.2 mol ；56(m-n)/22.4 g

（3）30%

【解析】

试题分析：（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子反应方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，

设铝的物质的量为x，

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

2mol 67.2L

x nL

x==

混合物中Al的物质的量为。

故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；；

（2）该反应中转移电子数等于氢离子得到的电子数=m/22.4×2=5m/56mol，相同质量的铝与足量稀硫酸或氢氧化钠反应生成的氢气体积相同，所以等质量的铝和稀硫酸反应生成氢气的体积是nL，则铁与稀硫酸反应生成氢气的体积=（m-n）L，

设铁的质量是y，

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

56g 22.4L

y （m-n）L

y=2.5(m-n)g，

即转移电子的物质的量是5m/56，铁的质量是2.5(m-n)g。

故答案为：5m/56；2.5(m-n)g；

（3）向（2）所得的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，将产生的沉淀过滤出来，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧的质量等于原混合物中Al的质量，所以Al的质量分数为16×3/160×100%=30%。故答案为：30%。

考点：考查有关混合物反应的计算

【名师点睛】本题考查较综合，涉及金属的化学性质，离子方程式的书写及计算、质量分数的计算等，注意铝和氢氧化钠溶液反应而Fe不能，侧重学生计算能力的考查，题目难度中等，（3）中注意守恒法的应用为解答的关键。（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，根据氢气和铝之间的关系式计算铝的物质的量；（2）该反应中稀硫酸作氧化剂，根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，相同质量的铝与足量稀硫酸或氢氧化钠反应生成的氢气体积相同，再根据铁和氢气之间的关系式计算铁的质量；（3）经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，经称量发现该固体的质量和原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧元素的质量等于混合物中Al的质量，以此计算。