Question

现有一包铝热剂是铝和氧化铁的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，常温下进行如下反应(忽略溶液体积变化和盐的水解)：

①向其中一份固体中加入 100 mL 2 mol/L的氢氧化钠溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH＝14

②向另一份固体中加入140 mL 4 mol/L的盐酸溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H^＋、Fe^2＋、Al^3＋三种阳离子且pH＝0

下列有关说法正确的是(　　)

A．铝热剂中铝的物质的量是0.01 mol

B．铝热剂中氧化铁的质量是 4.8 g

C．①中生成的氢气的体积为 3.36 L(标准状况)

D．②反应后所得溶液中氯离子浓度为 1 mol /L

Answer 1

解析：根据两次反应后溶液的pH可计算出参加反应的OH^－为0.1 mol ，参加反应的H^＋为 0.42 mol。Fe₂O₃＋2Al===2Fe＋Al₂O₃，若铝热反应恰好完全，则反应后的固体为Fe和Al₂O₃，且其物质的量之比为2∶1，则反应所需的OH^－和H^＋的物质的量之比为1∶5。所以不可能。因质量相等的铝单质与碱和酸反应的物质的量之比为1∶3，与实际碱和酸的用量不符，因此确定此反应为Fe₂O₃过量，所以反应①中无氢气生成。加入碱时只与Al₂O₃反应，Al₂O₃～2OH^－，即每份生成物中Al₂O₃为0.05 mol ，则铝的物质的量为 0.2 mol 。生成Fe为0.1 mol ，其中Al₂O₃消耗H^＋为0.3 mol 。剩余的 0.12 mol H^＋与Fe₂O₃反应，生成的Fe^3＋和Fe反应，如果仍有Fe剩余，则Fe再与H^＋继续反应。无论是哪种反应，Fe元素与H^＋的物质的量之比均为1∶2，则Fe元素的物质的量为 0.06 mol ，原Fe₂O₃的物质的量为 0.03 mol ，其质量为4.8 g 。反应②中Cl^－没有参与反应，因此浓度不变，仍为4 mol/L。

答案：B