Question

15．將11.0g鐵粉和鋁粉的混合物投入500mL2.0mol/LH₂SO₄中，充分反應(yīng)后，產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為8.96L，試完成下列各小題．
（1）寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）該鐵粉和鋁粉的混合物能（填“能”或“不能”）完全溶解；
（3）該混合物中鐵粉物質(zhì)的量是0.1mol．

Answer 1

分析 （1）鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣，鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)n=cV計算出硫酸的物質(zhì)的量，再計算出含有氫離子的物質(zhì)的量，利用氫元素守恒判斷硫酸是否過量；
（3）設(shè)出混合物中鐵和鋁的物質(zhì)的量，分別根據(jù)總重量、生成氫氣的量列式計算出鋁、鐵的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）鐵粉、鋁粉與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，
答：發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96L氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，根據(jù)氫元素守恒可知生成0.4mol氫氣需要消耗0.8mol氫離子，
500mL2.0mol/LH₂SO₄中含有硫酸的物質(zhì)的量為：2.0mol/L×0.5L=1mol，1mol硫酸能夠提供2mol氫離子，
所以硫酸過量，金屬完全溶解，
故答案為：能；
（3）設(shè)混合物中含有鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為x、y，
根據(jù)金屬總重量、生成氫氣的物質(zhì)的量可得：$\left\{\begin{array}{l}{56x+27y=11}\\{x+\frac{3}{2}y=0.4}\end{array}\right.$，
解得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1mol}\\{y=0.2mol}\end{array}\right.$，
所以混合物中含有0.2mol鋁、0.1mol鐵，
故答案為：0.1．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．