Question

已知硅和鋁都能與堿溶液反應，反應的離子方程式分別是：

Si+2OH^-+H₂O+2H₂↑

2Al+2OH^-+2H₂O2+3H₂↑

    現有一鐵、硅、鋁的混合物13 g，當與足量鹽酸反應時，生成標準狀況下的氫氣的體積為11.2 L；若將等質量的混合物與足量的氫氧化鈉溶液反應時，生成的氫氣在標準狀況下也是11.2 L。求原混合物中各成分的質量。

Answer 1

解析：根據①鹽酸與混合物中的Fe、Al反應生成H₂；②NaOH溶液

與混合物中的Al、Si反應生成H₂；③混合物總質量可列出方程組，進而求解。

設混合物中Fe、Si、Al的物質的量分別為x、y、z，

由  Fe—H₂         Si  —  2H₂            2Al—3H₂

 1mol 1mol      1mol   2mol          2mol  3mol

     x     x            y        2y               z    

得x+2y=                                                        ①

2y+                                                      ②

另有56 g·mol^-1x+28 g·mol^-1 y+27 g·mol^-1 z=13 g                                     ③

將①②③三式聯立解得：

x=0.1 mol  y=0.2 mol  z=mol

所以m(Fe)=56 g·mol^-1×0.1  mol=5.6g，

m(Si)=28g·mol^-1×0.2 mol=5.6g，

m(Al)=27g·mol^-1×  mol=1.8g。

答案：混合物中Fe、Si、Al的質量分別是5.6 g、5.6 g 和1.8 g。