Question

【题目】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(计算pH时假定溶液体积没有变化)：

①向其中一份固体中加入100 mL2.0 mol/L的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH=14。

②向另一份固体中加入140 mL 4.0 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+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。

（1）写出该铝热反应的化学方程式_____________________________

（2）这包铝热剂中铝粉的质量为_________ , 氧化铁粉末的质量______________

Answer 1

【答案】 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 m(Al)=5.4g m(Fe2O3)=9.6g

【解析】（1）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；（2）①中反应后氢氧根离子的物质的量为：1mol/L×0.1L=0.1mol，反应中消耗的氢氧化钠的物质的量为：2mol/L×0.1L－0.1mol=0.1mol，氢氧化钠与铝反应生成偏铝酸钠，则偏铝酸钠的物质的量为0.1mol，根据铝原子守恒可知原混合物中金属铝的物质的量是0.2mol，质量是0.2mol×27g/mol＝5.4g；②中反应后pH=0，则反应后氢离子的物质的量是0.14mol，由①可知，在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1mol，氯离子的物质的量是0.56mol，所以根据氯离子守恒可知氯化亚铁离子的物质的量为：（0.56-0.14-0.1×3）mol÷2=0.06mol；由Fe元素守恒可知，每份铝热剂中氧化铁的物质的量是0.03mol，则整包铝热剂中氧化铁的物质的量是0.06mol，质量是0.06mol×160g/mol=9.6g。