Question

【題目】鋁粉和氧化鐵粉末的混合物制成的鋁熱劑可用于焊接鋼軌。現取三份不同質量的該鋁熱劑分別和100mL同濃度的NaOH溶液反應，所取鋁熱劑的質量與產生氣體的體積關系如下表（氣體體積均在標準狀況下測定）。

（1）該鋁熱反應的化學方程式為 。

（2）該鋁熱劑中加入NaOH溶液時發生反應的化學方程式為 。

（3）求NaOH溶液的物質的量濃度。

（4）求該鋁熱劑中鋁的質量分數。

Answer 1

【答案】

（1）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；

（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）2mol/L；

(4) 36%。

【解析】

試題分析：（1）鋁熱劑的主要成分為鋁和氧化鐵，在高溫條件下發生置換反應生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；（2）鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（3）生成氫氣6.72L時，氣體的體積不再變化，說明NaOH完全反應，根據方程式計算。n(H2)=6.72L÷22.4L/mol=0.3mol，

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2mol 2mol 3mol

n（NaOH） 0.3mol

則n（NaOH）=0.2mol，所以c(NaOH)= 0.2mol ÷0.1L=2mol/L。（4）加入鋁熱劑7.5g時，固體完全反應，此時n(H2)=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol，根據方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑中Al與氫氣的物質的量關系可知n(Al)=2/3 n(H2)=0.1mol，則m（Al）=0.1mol×27g/mol=2.7g，所以該鋁熱劑中鋁的質量分數是 Al%=(2.7g÷7.5g)×100%=36%。