Question

取一定質(zhì)量的Al粉和一定質(zhì)量的某種鐵的氧化物混合進行鋁熱反應(yīng)，兩者恰好完全反應(yīng)．若在反應(yīng)后混合物中加入足量的稀硫酸，產(chǎn)生H₂的體積為V₁L，另取相同質(zhì)量的Al粉，加入足量稀硫酸，產(chǎn)生H₂的體積為V₂L（V₁，V₂均在標(biāo)況下測定），則V₂：V₁=4：3．另取相同質(zhì)量的鐵的氧化物，加入鹽酸溶解，消耗鹽酸的物質(zhì)的量為2.4mol．則
（1）寫出鋁熱反應(yīng)方程式（以FexOy表示鐵的氧化物）

2yAl+3FexOy

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃

．
（2）此鐵的氧化物的化學(xué)式為

Fe₃O₄

．
（3）鋁粉的物質(zhì)的量為

0.8mol

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的概念及質(zhì)量守恒；
（2）根據(jù)V₁求出鐵的質(zhì)量，根據(jù)V₂求出鋁的質(zhì)量，依據(jù)鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式及V₂：V₁=4：3
（3）根據(jù)鐵的氧化物與鹽酸反應(yīng)求出鐵的氧化物的物質(zhì)的量，再根據(jù)鋁熱反應(yīng)求出鋁粉的質(zhì)量．

解答：解：（1）因鋁熱反應(yīng)是鋁與金屬氧化物反應(yīng)生成氧化鋁和金屬，所以2yAl+3FexOy 

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃；
（2）因兩者恰好完全反應(yīng)后，反應(yīng)后混合物的成分為Fe和Al₂O₃，加入加入足量的稀硫酸后，鐵能與稀硫酸反應(yīng)：
     Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑       
     1mol          22.4L
     n（ Fe）       V₁L
    解得   n（ Fe）=

V1

22.4

mol 
另取相同質(zhì)量的Al粉，加入足量稀硫酸，Al粉能與稀硫酸反應(yīng)：
        2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
        2mol           67.2L
       n（Al）         V₂L    
   解得：n（Al）=

V2

33.6

mol 
    根據(jù)2yAl+3FexOy 

高溫  .

   3xFe+yAl₂O₃
         2y                        3x 
       

V2

33.6

                   

V1

22.4

       得

y

x

=

V2

V1

=

4

3

    所以鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₃O₄； 
 （3）因Fe₃O₄能與鹽酸反應(yīng)：Fe₃O₄ +8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
                          0.3mol    2.4mol 
   根據(jù)  8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

   9Fe+4Al₂O₃
       0.8mol    0.3mol   
故答案為：（1）2yAl+3FexOy 

高溫  .

3xFe+yAl₂O₃ 
（2）Fe₃O₄ 
（3）0.8mol

點評：本題目比較復(fù)雜，考查的內(nèi)容比較多，難度也很大，只要抓住題目中兩者恰好完全反應(yīng)，利用氫氣的體積求出鋁和鐵的質(zhì)量，再鋁熱反應(yīng)就可求出鐵的氧化物，根據(jù)題目在考查根據(jù)化學(xué)方程式計算的同時還考查了用代數(shù)上的方程來解未知數(shù)．