现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁（Fe2O3）粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份

Question

现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁（Fe2O3）粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验（假定反应前后溶液的体积不变）：①向其中一份固体中加入100mL 2.0mol?L-1的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得溶液中的c（OH-）=1mol?L-1②向另一份固体中加入100mL 4.0mol?L-1的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且c（H+）=0.1mol?L-1 ，则产生的气体的体积（标准状况）为（　　）A．2.856LB．2.448LC．2.688LD．2.352L

Answer 1

①加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠有剩余，由电荷守恒可知：c（Na⁺）=c（OH^-）+c（AlO₂^-），即c（AlO₂^-）=2mol/L-1mol/L=1mol/L，故每份中n（Al）=n（AlO₂^-）=1mol/L×0.1L=0.1mol；
②加入盐酸反应后，盐酸有剩余，根据Al元素守恒，c（Al³⁺）=

0.1mol

0.1L

=1mol/L，由电荷守恒可知：c（H⁺）+2c（Fe²⁺）+3c（Al³⁺）=c（Cl^-），即：0.1mol/L+2c（Fe²⁺）+3×1mol/L=4mol/L，解得：c（Fe²⁺）=0.45mol/L，n（Fe²⁺）=0.45mol/L×0.1L=0.045mol，根据Fe元素守恒，每份中n（Fe₂O₃）=

0.045mol

2

=0.0225mol；
由2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃，可知0.1molAl完全反应需要Fe₂O₃的物质的量=0.1mol×

1

2

=0.05mol＞0.0225mol，故Fe₂O₃完全反应，Al有剩余，生成Fe为0.045mol，参加反应Al为0.0225mol×2=0.045mol，剩余Al为0.1mol-0.045mol=0.055mol，
根据电子转移守恒，②中反应生成氢气物质的量为

0.055mol×3

2

+

0.045mol×2

2

=0.1275mol，
故②中生成氢气的体积为：0.1275mol×22.4L/mol=2.856L，
故选A．