Question

将Fe和Al按一定的质量比组成合金．
（1）取一定量的该合金，向其中加入足量NaOH溶液，生成气体n L（标准状况），则反应的离子方程式是

2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑

，合金中Al的物质的量是

n

33.6

mol

．
（2）另取相同质量的该合金，向其中加入足量稀硫酸，固体全部溶解，生成气体m L （标准状况），则反应中转移电子的物质的量是

m

11.2

 mol，合金中Fe的质量是

2.5（m-n）g

．
（3）向（2）所得溶液中加入过量NaOH溶液，将产生的沉淀过滤，经洗涤、干燥、灼烧后得到一种固体，该固体质量和原合金的质量相等，则原合金中铝的质量分数是

30%

．

Answer 1

分析：（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；
根据n=

V

Vm

计算氢气的物质的量，根据离子方程式计算Al的物质的量；
（2）根据n=

V

Vm

计算氢气的物质的量，根据电子转移守恒计算转移电子物质的量；
加入足量的稀硫酸，Fe、Al与硫酸都反应生成氢气，Al生成的氢气体积等于与氢氧化钠反应生成的氢气体积，据此计算Fe与硫酸反应生成氢气的体积，根据电子转移可知n（Fe）=n（H₂），再根据m=nM计算；
（3）向（2）所得的溶液加入过量的NaOH溶液，铝离子转化为偏铝酸根，不溶物是氢氧化铁，灼烧后所得固体为氧化铁，测得氧化铁与原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧元素的质量等于混合物中Al的质量，据此结合氧化铁的化学式计算原混合物中Al的质量分数．

解答：解：（1）铁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
n L氢气的物质的量=

n

22.4

mol，由方程式可知n（Al）=

2

3

n（H₂）=

2

3

×

n

22.4

mol=

n

33.6

mol，
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；

n

33.6

mol；
（2）加入足量的稀硫酸，Fe、Al与硫酸都反应生成氢气，生成氢气的物质的量=

m

22.4

mol，根据电子转移守恒可知，转移电子的物质的量=

m

22.4

mol×2=

m

11.2

mol；
Al生成的氢气体积等于与氢氧化钠反应生成的氢气体积，则Fe与硫酸反应生成氢气的体积为（m-n）L，氢气的物质的量为

(m-n)L

22.4L/mol

=

m-n

22.4

mol，根据电子转移可知n（Fe）=n（H₂）=

m-n

22.4

mol，故m（Fe）=

m-n

22.4

mol×56g/mol=2.5（m-n）g，
故答案为：

m

11.2

；2.5（m-n）g；
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；

n

33.6

mol；
（3）向（2）所得的溶液加入过量的NaOH溶液，铝离子转化为偏铝酸根，不溶物是氢氧化铁，灼烧后所得固体为氧化铁，测得氧化铁与原混合物的质量恰好相等，则氧化铁中氧元素的质量等于混合物中Al的质量，故原混合物中Al的质量分数等于氧化铁中元素的质量分数为

48

160

×100%=30%，
故答案为：30%．

点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，清楚发生反应是解题的关键，注意守恒思想的运用．