Question

由鋁和某些金屬氧化物組成的混合物在化學上稱為鋁熱劑，該混合物在高溫條件下能發生置換反應．為確定某鋁熱劑樣品（鋁和氧化鐵）的組成，分別進行下列實驗：
（1）若取10.7g該樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體（標準狀況，下同）體積為a L．反應的化學方程式是

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

，樣品中鋁的質量分數是

9a

119.84

或0.075a

（用含a的表達式表示）．
（2）若取同質量的樣品，在高溫下使其恰好反應，則a=

3.36

L；該反應的化學方程式是

2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃

．
（3）待（2）中反應產物冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成的氣體體積為b L，該氣體與（1）中所得氣體的體積比a：b

3：2

．

Answer 1

分析：（1）鋁和NaOH反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=

aL

22.4L/mol

，根據化學方程式計算；
（2）取同質量的樣品，在高溫下使其恰好反應，發生：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，根據方程式可計算10.7g樣品中含有Al的物質的量，可根據方程式計算生成氣體的體積；
（3）（2）中反應產物中生成Fe，可根據鐵的物質的量計算生成氣體的體積，進而計算體積比．

解答：解：（1）鋁和NaOH反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，n（H₂）=

aL

22.4L/mol

=

a

22.4

mol，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                   3mol
n（Al）                 

a

22.4

mol
n（Al）=

2mol× a 22.4 mol

3mol

=

a

33.6

mol，
m（Al）=27g/mol×

a

33.6

mol=

27a

33.6

g，
ω（Al）=

27a 33.6 g

10.7g

×100%=

9a

119.84

=0.075a
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑； 

9a

119.84

或0.075a；
（2）取同質量的樣品，在高溫下使其恰好反應，發生：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃，
設混合物中含有xmolAl，ymolFe₂O₃，
則有：

x：y=2：1 27x+160y=10.7

解之得：x=0.1，y=0.05，
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2mol                   3×22.4lL
0.1mol                  aL
a=

0.1mol×3×22.4L

2mol

=3.36，
故答案為：3.36；2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
（3）由（2）知n（Fe）=0.1mol，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
1mol          22.4L
0.1mol        bL 
b=2.24，
所以a：b=3.36：2.24=3：2，
故答案為：3：2．

點評：本題考查鋁熱反應以及化學方程式的計算，題目難度中等，本題注意鋁熱反應的原理，注意相關方程式的書寫以及物質的量應用于化學方程式的計算方法．