Question

鐵鋁合金是一種新型高溫結構材料。

（1）圖9表示室溫時不同組份的Fe₃Al在65%濃HNO₃ 中的腐蝕情況。由圖9可看出添加了       （填符號）元素的合金耐蝕性最差。
（2）高溫條件下，Al和Fe₂O₃按一定比例混合反應可制得Fe₃Al，寫出該反應的化學方程式            。

（3）某校興趣小組欲測定另一種鐵鋁硅合金（Fe_xAl_ySi_z）粉末的組成。
①小明同學提出如下方案：準確稱取1.46g該合金粉末，再加入足量NaOH溶液（Si+2NaOH+H₂O＝Na₂SiO₃+2H₂↑），充分反應后過濾，通過測定剩余固體質量及收集到氣體的體積，可計算出此合金的組成。寫出Al與NaOH溶液反應的離子方程式            。
②小軍同學認為該方案難以測定標準狀況下氣體的體積，操作不簡便。于是他設計了第二種方案：準確稱取1.46g該合金粉末，加入過量鹽酸溶液充分反應后過濾，測定剩余固體質量0.07g。向濾液中滴加足量濃NaOH溶液，充分攪拌、過濾、洗滌得固體。再將所得固體充分加熱、灼燒得紅棕色粉末1.60g。試通過計算確定此合金的組成。

Answer 1

（1）Si
（2）3Fe₂O₃＋8Al2Fe₃Al＋3Al₂O₃
（3）①2Al+2OH^-+2H₂ O =2AlO₂^-+3H₂↑
②解：m(Si)=0.07g    n(Si)=0.0025mol 
2Fe   ~   Fe₂O₃
2mol      1mol
0.02mol     1.60g/160g·mol^—1 
m(Fe)=0.02mol×56g·mol^—1=1.12g 
m(Al)=1.46g－1.12g－0.07g=0.27g 
n(Al)=0.01mol
該合金的組成 Fe₈Al₄Si

試題分析：（1）由圖可知添加Si的合金失重最大。（2）鋁和氧化鐵生成Fe₃Al和氧化鋁。（3）鋁與氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉和氫氣。硅與鹽酸不反應，鐵、鋁與鹽酸生成氯化亞鐵和氯化鋁。0.07g剩余固體為Si。紅棕色粉末為氧化鐵，由鐵元素守恒可得合金中鐵的質量為1.12g，所以合金中鋁的質量為0.27g，最后求出合成的組成。