Question

取一定质量的Al粉和一定质量的某种铁的氧化物混合进行铝热反应，两者恰好完全反应．若在反应后混合物中加入足量的稀硫酸，产生H₂的体积为V₁L，另取相同质量的Al粉，加入足量稀硫酸，产生H₂的体积为V₂L（V₁，V₂均在标况下测定），则V₂：V₁=4：3．另取相同质量的铁的氧化物，加入盐酸溶解，消耗盐酸的物质的量为2.4mol．则
（1）写出铝热反应方程式（以FexOy表示铁的氧化物）______ 3xFe+yAl₂O₃

Answer 1

【答案】分析：（1）根据铝热反应的概念及质量守恒；
（2）根据V₁求出铁的质量，根据V₂求出铝的质量，依据铝热反应的化学方程式及V₂：V₁=4：3
（3）根据铁的氧化物与盐酸反应求出铁的氧化物的物质的量，再根据铝热反应求出铝粉的质量．
解答：解：（1）因铝热反应是铝与金属氧化物反应生成氧化铝和金属，所以2yAl+3FexOy 3xFe+yAl₂O₃；
（2）因两者恰好完全反应后，反应后混合物的成分为Fe和Al₂O₃，加入加入足量的稀硫酸后，铁能与稀硫酸反应：
     Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑       
     1mol          22.4L
     n（ Fe）       V₁L
    解得   n（ Fe）=mol 
另取相同质量的Al粉，加入足量稀硫酸，Al粉能与稀硫酸反应：
        2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
        2mol           67.2L
       n（Al）         V₂L    
   解得：n（Al）=mol 
    根据2yAl+3FexOy    3xFe+yAl₂O₃
         2y                        3x 
                           
       得==
    所以铁的氧化物的化学式为Fe₃O₄； 
 （3）因Fe₃O₄能与盐酸反应：Fe₃O₄ +8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
                          0.3mol    2.4mol 
   根据  8Al+3Fe₃O₄   9Fe+4Al₂O₃
       0.8mol    0.3mol   
故答案为：（1）2yAl+3FexOy 3xFe+yAl₂O₃ 
（2）Fe₃O₄ 
（3）0.8mol
点评：本题目比较复杂，考查的内容比较多，难度也很大，只要抓住题目中两者恰好完全反应，利用氢气的体积求出铝和铁的质量，再铝热反应就可求出铁的氧化物，根据题目在考查根据化学方程式计算的同时还考查了用代数上的方程来解未知数．