Question

15．將11g鋁鐵合金的粉末放入100mL過量的KOH溶液中充分反應，得到標準狀況下6.72L H₂．試計算：
（1）該合金中鋁的質量分數（保留兩位有效數字）；
（2）該合金中鋁和鐵的物質的量之比．

Answer 1

分析 （1）鋁與氫氧化鈉溶液反應的方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，利用生成的氫氣體積根據方程式計算Al的物質的量，再根據m=nM計算出鋁的質量，進而該合金中鋁的質量分數；
（2）根據合金中金屬鋁的質量計算金屬鎂的質量，得出二者的物質的量之比即可．

解答 解：（1）合金與堿反應生成的氣體的物質的量為n（H₂）=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，則：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2                       3
n（Al）               0.3mol
所以，n（Al）=$\frac{0.3mol×2}{3}$=0.2mol，
故m（Al）=0.2mol×27g/mol=5.4g，該合金中鋁的質量分數=$\frac{5.4g}{11g}$×100%≈49%，
答：合金中鋁的質量分數是49%；
（2）該合金中鋁的質量為5.4g，物質的量是0.2mol，Fe的質量是5.6g，物質的量是0.1mol，所以合金中鋁和鐵的物質的量之比是2：1，
答：合金中鋁和鐵的物質的量之比是2：1．

點評 本題考查混合物的計算、鋁和鐵的化學性質，題目難度中等，明確金屬鋁既能與酸又能與堿反應、而鐵只能與酸反應是解本題的關鍵．