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

2025-05-10 22:12:36
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回答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.