Question

鐵是目前世界年產(chǎn)量最高的金屬．工業(yè)上常用赤鐵礦為原料生產(chǎn)鐵．
（1）將2.0g赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）溶于過(guò)量稀硫酸并制成100mL溶液，測(cè)得其中含有H⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-四種離子（不考慮其他離子）．已知部分離子的物質(zhì)的量濃度：c（H⁺）=0.03mol/L、c（Al³⁺）=0.03mol/L、c（SO₄^2-）=0.36mol/L，則該赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（2）若一定量的鋁與足量氧化鐵在高溫下完全反應(yīng)得到a g鐵，則另取相同質(zhì)量的鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為

 

L（用含a的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：鐵的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)溶液中電荷守恒可知，c（H⁺）+3c（Fe³⁺）+3c（Al³⁺）=2c（SO₄^2-），根據(jù)Fe原子守恒計(jì)算n（Fe₂O₃），根據(jù)m=nM計(jì)算Fe₂O₃的質(zhì)量，求出樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）鋁粉和足量氧化鐵粉末配成的鋁熱劑，高溫下鋁反應(yīng)完全，實(shí)質(zhì)為鋁置換出鐵，根據(jù)鋁熱反應(yīng)的方程式結(jié)合a g鐵的量計(jì)算出鋁，再根據(jù)鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式進(jìn)行解答；

解答： 解：（1）將2.0g赤鐵礦（主要成分Fe₂O₃）溶于過(guò)量稀硫酸，含有H⁺、Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-四種離子，根據(jù)溶液中電荷守恒可知，c（H⁺）+3c（Fe³⁺）+3c（Al³⁺）=2c（SO₄^2-），故0.03mol/L+3c（Fe³⁺）+3×0.03mol/L=2×0.36mol/L，解得c（Fe³⁺）=0.2mol/L，100mL溶液中n（Fe³⁺）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，據(jù)Fe原子守恒可知n（Fe₂O₃）=

1

2

n（Fe³⁺）=

1

2

×0.02mol=0.01mol，故Fe₂O₃的質(zhì)量為0.01mol×160g/mol=1.6g，
則該赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1.6g

2g

×100%=80%，
故答案為：80%；     
（2）鋁與足量氧化鐵的反應(yīng)屬于鋁熱反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，得到ag鐵，根據(jù)方程式可得2Al～2Fe則參加反應(yīng)的鋁為

ag

56g/mol

；則 由2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑可得2Al～3H₂，產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為

ag

56g/mol

×

3

2

×22.4L/mol=0.6a；
故答案為：0.6a；

點(diǎn)評(píng)：本題考查鐵、鋁的有關(guān)計(jì)算，側(cè)重考查鋁熱反應(yīng)，注意利用電荷守恒、原子守恒進(jìn)行的計(jì)算．題目難度中等．