Question

【題目】現有42.4g由Fe、Al、Al2O3組成的混合物，將固體混合物分成兩等份，將其中一份加入足量的NaOH溶液中充分反應后剩余固體質量為5.6g；將另一份完全溶解在600mL2mol/L的硫酸溶液中，收集到標準狀況下的氣體8.96 L，欲使該反應后溶液中的金屬離子完全沉淀，至少應加入3mol/LNaOH溶液的體積是

A. 300mL B. 600mL C. 800mL D. 900mL

Answer 1

【答案】C

【解析】

將42.4g由Fe、Al、Al2O3的混合物分成兩等份，其中一份為21.2g加入足量的NaOH溶液中充分反應后剩余固體質量為5.6g即Fe的質量為5.6g，則設混合物中Al、Al2O3的物質的量分別為x、y，所以有27g/mol×x+102g/mol×y=15.6g①；

另一份完全溶解在600mL2mol/L的硫酸溶液中，收集到標準狀況下的氣體8.96 L，

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑， 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，

0.1mol 0.1mol x x

Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，

y 3y

所以有：0.1+ x=mol②；聯立①②方程，解得x=0.2mol，y=0.1mol。

由反應式可知，反應后溶液中含有0.1molFe2+、0.4molAl3+，剩余的H+為：2mol/L×0.6L×2-0.1mol×2-0.2mol×3-0.1mol×3×2=1.0mol，

欲使該反應后溶液中的金屬離子完全沉淀，加入3mol/LNaOH溶液，發生的反應有：

H++OH-=H2O，Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，Al3++3OH-=Al(OH)3↓，

1.0mol 0.1mol 0.4mol

需要NaOH的物質的量為：1.0mol+0.1mol×2+0.4mol×3=2.4mol，

需要NaOH溶液的體積是=0.8L=800mL。

答案選C。