Question

18．將一鐵粉和鋁粉混合物分成等質量的兩份，再分別和過量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，所生成的氣體在同溫同壓下的體積比為2：1．向混合物與鹽酸反應所得溶液中通入標準狀況下1.344L氯氣．可使溶液中的40%Fe²⁺離子氧化．試求原混合物中兩金屬各是多少克？

Answer 1

分析 根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算出氯氣的物質的量，然后利用電子守恒計算出被氧化的亞鐵離子的物質的量，從而可計算出每份混合物中含有Fe的物質的量，然后計算出兩份中含有鐵的總質量；Fe不與氫氧化鈉溶液反應，等量的Al在兩個反應中生成氫氣的量相等，設出每份中鋁的物質的量，然后根據生成氫氣的量列式計算出鋁的物質的量，再計算出鋁的質量即可．

解答 解：向混合物與鹽酸反應所得溶液中通入標準狀況下1.344L氯氣，可使溶液中的40%Fe²⁺離子氧化，標準狀況下13.44L氯氣的物質的量為：$\frac{1.344L}{22.4L/mol}$=0.06mol，根據電子守恒，0.06mol氯氣完全反應氧化Fe²⁺的物質的量為：n（Fe²⁺）=$\frac{0.06mol×2}{3-2}$=0.12mol，根據質量守恒可知每份混合物中含有Fe的物質的量為：$\frac{0.12mol}{40%}$=0.3mol，則原混合物中鐵的質量為：56g/mol×0.3mol×2=33.6g；
根據反應Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑可知0.3molFe與鹽酸完全反應放出氫氣的物質的量為0.3mol，
設鋁的物質的量為x，根據電子守恒可知等量的鋁在兩個反應中生成氫氣的物質的量相等，都為$\frac{3}{2}$x，且相同條件下氣體體積之比等于物質的量之比，則（0.3mol+$\frac{3}{2}$x）：0.3mol=2：1，解得x=0.2mol，原混合物中鋁的質量為：27g/mol×0.2mol×2=10.8g，
答：原混合物中含有Fe的質量為33.6g，含有Al的質量為10.8g．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的原理為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用方法，試題有利于提高學生的化學計算能力．