Question

铁是目前世界年产量最高的金属．工业上常用赤铁矿为原料生产铁．
（1）将2.0g赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）溶于过量稀硫酸并制成100mL溶液，测得其中含有H⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-四种离子（不考虑其他离子）．已知部分离子的物质的量浓度：c（H⁺）=0.03mol/L、c（Al³⁺）=0.03mol/L、c（SO₄^2-）=0.36mol/L，则该赤铁矿样品中Fe₂O₃的质量分数为

 

．
（2）若一定量的铝与足量氧化铁在高温下完全反应得到a g铁，则另取相同质量的铝与足量NaOH溶液反应，产生气体的体积（标准状况）为

 

L（用含a的代数式表示）．

Answer 1

考点：铁的化学性质,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）根据溶液中电荷守恒可知，c（H⁺）+3c（Fe³⁺）+3c（Al³⁺）=2c（SO₄^2-），根据Fe原子守恒计算n（Fe₂O₃），根据m=nM计算Fe₂O₃的质量，求出样品中Fe₂O₃的质量分数；
（2）铝粉和足量氧化铁粉末配成的铝热剂，高温下铝反应完全，实质为铝置换出铁，根据铝热反应的方程式结合a g铁的量计算出铝，再根据铝和氢氧化钠溶液反应的方程式进行解答；

解答： 解：（1）将2.0g赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）溶于过量稀硫酸，含有H⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-四种离子，根据溶液中电荷守恒可知，c（H⁺）+3c（Fe³⁺）+3c（Al³⁺）=2c（SO₄^2-），故0.03mol/L+3c（Fe³⁺）+3×0.03mol/L=2×0.36mol/L，解得c（Fe³⁺）=0.2mol/L，100mL溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，据Fe原子守恒可知n（Fe₂O₃）=

1

2

n（Fe³⁺）=

1

2

×0.02mol=0.01mol，故Fe₂O₃的质量为0.01mol×160g/mol=1.6g，
则该赤铁矿样品中Fe₂O₃的质量分数为

1.6g

2g

×100%=80%，
故答案为：80%；     
（2）铝与足量氧化铁的反应属于铝热反应，发生反应的化学方程式为2Al+Fe₂O₃

高温  .

Al₂O₃+2Fe，得到ag铁，根据方程式可得2Al～2Fe则参加反应的铝为

ag

56g/mol

；则 由2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可得2Al～3H₂，产生气体的体积（标准状况）为

ag

56g/mol

×

3

2

×22.4L/mol=0.6a；
故答案为：0.6a；

点评：本题考查铁、铝的有关计算，侧重考查铝热反应，注意利用电荷守恒、原子守恒进行的计算．题目难度中等．