决胜高考之【教材热点实验】12 铝热反应

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【教材实验热点】12 铝热反应
【教材实验梳理】
1.定义
铝热剂在高温条件下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应，称为铝热反应。
2.反应原理：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3
注意：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3 、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。
②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。
③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。
④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。
3.实验装置及实验现象
在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。

4.应用
(1)冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。
(2)焊接钢轨等大截面钢材部件。
(3)军事上可以制作铝热弹等强杀伤性武器。
【例题讲解】
1．粉末状试样A是由和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取全部溶于盐酸中，固体全部溶解，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出（标况）气体。同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用溶液检查时，溶液D不变色。
请填空：
(1)①中引发铝热反应的实验操作是____________，产物中的单质B是___________________。
(2)②中所发生反应的化学方程式是____________、____________。
(3)③中所发生反应的离子方程式是____________、____________。
(4)若溶液D的体积仍视为，则该溶液中为____________，为____________。
【巩固练习】
2．有关金属冶炼或其原理的说法正确的是（ ）
A．给定条件下，Mg(OH)2MgCl2(aq）Mg，物质间转化能一步实现
B．工业上，常用电解熔融AlCl3的方法治炼金属铝
C．火法炼铜：Cu2S＋O2=2Cu＋SO2，其中Cu2S既作氧化剂又作还原剂
D．铝热法炼铁：2Al＋Fe2O3=2Fe＋Al2O3，反应物刚好完全反应，反应后固体质量增加
3．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：（1）取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L（标准状况下）；（2）另取a g样品，高温条件下二者恰好完全反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L（标准状况下）。则c：b等于
A．1：1 B．1：2 C．2：3 D．3：4
4．下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬,可用铝热法制备的有。
A．①②④ B．①②③⑤
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
5．铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不正确的是（   ）

A．工业上可以利用铝热反应的方法治炼金属镁
B．铝热反应可用于冶炼某些高熔点金属
C．铝热反应体现了铝的还原性
D．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出
6．将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，在高温下恰好完全反应，所得固体中含金属单质的质量为18g，则该氧化物粉末可能是
A．和 B．和
C．和 D．和FeO
7．对氧化铁与铝粉发生的“铝热反应”(装置如图)的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅资料得知：Al、A12O3、Fe、Fe2O3熔点数据如表，下列叙述正确的是

物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点 /℃
660
2054
1535
1462

A．铝热剂特指铝和氧化铁的混合物
B．镁条和KClO3是铝热反应的催化剂
C．该反应所得熔融物熔点低于660℃
D．将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反应后，滴加KSCN溶液无明显现象，说明熔融物中无Fe2O3
8．把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂并分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，将生成物与足量的盐酸充分反应；后一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是
A．1:1 B．3:4 C．9:8 D．4:3
9．某铝热剂由Fe3O4和Al组成。取a g该铝热剂样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为V1 L(标准状况，下同)。
(1)发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)另取a g该样品将其引燃，恰好完全反应，待反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体的体积为V2 L。则V1∶V2为多少？_____(无计算过程不给分)
10．铝在材料、冶炼金属等方面用途非常广泛。回答下列问题：
(1)真空碳热还原Al2O3制铝是目前正在开发的一种方法。
①该法制铝时会产生一种可燃性气体，发生的总反应的化学方程式为__________。
②反应机理表明，碳化铝是冶炼过程中的一种中间产物，碳化铝与水反应生成Al(OH)3和一种含氢量最高的烃，碳化铝的化学式为__________。
(2)用如图所示的装置进行铝粉和Fe2O3的铝热反应实验。
  
①纸质漏斗中发生的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，________(填“能”或“不能”)确认其为纯铁，说明理由：_________。
(3)某溶液中只含有H+、Na+、、Ba2+、Al3+、Ag+、Cl-、、OH-、、、中某几种，该溶液中各离子的物质的量浓度均相同。取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色，再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色。
①溶液中一定存在的阳离子为_______(填离子符号，下同)，一定存在的阴离子为_______。
②加入铝片时反应的离子方程式为_________。
11．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
－

(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？
答：_____________（填“合理”或“不合理”）
(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_________，反应的离子方程式为______________________________。
(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最适宜的试剂是 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
12．软锰矿(主要成分为MnO2)可用于制备锰及其化合物。
(1)早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn3O4，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为____________。
(2)现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示：

下表为t℃时，有关物质的pKsp(注：pKsp =－lgKsp)
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Ca(OH)2
Mn(OH)2
CuS
CaS
MnS
MnCO3
pKsp
37.4
19.32
5.26
12.7
35.2
5.86
12.6
10.7

软锰矿还原浸出的反应为：12MnO2＋C6H12O6＋12H2SO4 =12MnSO4＋6CO2↑＋18H2O
①该反应中，还原剂为_______。写出一种能提高还原浸出速率的措施：_____________________。
②滤液1的pH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)MnSO4浸出液的pH。
③加入MnF2的主要目的是除去 _____________________________(填Ca2+、Fe3+或Cu2+)。
(3)由MnSO4制取MnCO3：往MnSO4溶液中加入过量NH4HCO3溶液，该反应的离子方程式为_____________；若往MnSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液，还会产生Mn(OH)2，可能的原因是：MnCO3(s)＋2OH－(aq)Mn(OH)2(s)＋CO32-(aq)，t℃时，计算该反应的平衡常数K＝ ______(填数值)。
13．由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂，该混合物在高温条件下能发生置换反应。为确定某铝热剂样品(铝和氧化铁)的组成，分别进行下列实验：
(1)若取10.7g该样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为aL。反应的化学方程式是______，样品中铝的质量分数是_______(用含a的表达式表示)。
(2)若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应，则a=____L；该反应的化学方程式是____。
(3)绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即原子的理论利用率为100%。下列转化符号绿色化学要求的是____(填序号)。
a.乙醇制取乙醛   b.甲烷制备CH3Cl c.2CH3CHO+O22CH3COOH

参考答案：
1．     加入氯酸钾插上镁条点燃镁条引起     Fe     MgO+2HCl=MgCl2+H2O     Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O     Fe+2H+=Fe2++H2↑     Fe+2Fe3+=3Fe2+     0.67mol/L     2.33mol/L
【分析】①铝热反应的本质是置换反应，金属性Al＞Fe，所以发生Al与Fe2O3反应，置换出铁，即B为Fe；
②MgO与盐酸反应生成氯化镁与水，Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁与水，溶液C中含有MgCl2、FeCl3；
③单质B和溶液C反应，放出1.12L(标准状况)气体，该气体为氢气，说明②中盐酸过量，溶液C为MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，反应同时生成溶液D，还残留有固体物质B，说明Fe有剩余，结合④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色，说明D溶液不含铁离子，则D中溶质为MgCl2、FeCl2，据此分析解答。
【详解】(1)①中引发铝热反应的操作为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；产物中的单质B是Fe，故答案为：加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe；
(2)氧化镁与盐酸反应生成氯化镁与水，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁与水，②中所发生反应的化学方程式为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故答案为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
(3)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(4)令MgO和Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，则40x+160y=20，溶液C为MgCl2、FeCl3、HCl混合溶液，加入铁粉后生成的氢气为=0.05mol，根据氯元素守恒，2x+3×2y+0.05×2=0.15×6，解得：x=0.1，y=0.1；n(Mg2+)=n(MgO)=0.1mol，所以c(Mg2+)==0.67mol/L；溶液D为MgCl2、FeCl2的混合溶液，根据电荷守恒溶液中2c(Mg2+)+2c(Fe2+)=c(Cl-)，所以2×0.67mol/L+2c(Fe2+)=6mol/L，解得c(Fe2+)=2.33mol/L，故答案为：0.67mol/L；2.33mol/L。
2．C
【详解】A．应是电解熔融状态下的MgCl2而不是溶液，A错误；
B．AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，不能通过电解AlCl3得到Al，B错误；
C．Cu2S中Cu＋1→0价，S由－2→＋4，化合价升高也有降低，因此既作氧化剂又作还原剂，C正确；
D．根据质量守恒，固体质量没有变化，D错误；
故选C。
3．C
【详解】该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝热反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到如下关系式：2Al~ Fe2O3~2Fe，2Al~3H2，2Fe~2H2，则b：c=3：2，答案为C。
4．C
【详解】可用铝热法制备的金属通常具有较高的熔点，且不能比铝活泼。答案选C。
5．A
【详解】A.铝的金属活泼性弱于镁，则不可用铝热反应制取镁，工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，故A错误；
B.铝的还原性强，且铝热反应放出大量的热，可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，故B正确；
C.金属铝和金属氧化物之间反应可以用于高熔点金属的冶炼，铝热反应体现了金属铝的还原性，故C正确；
D.铝热反应的实验现象为反应剧烈，火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出，故D正确。
故选A。
6．C
【解析】9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂，发生铝热反应，9 g铝粉可以提供1mol电子，氧化物中的金属元素每得到1mol电子对应的单一单质的质量就是18g，铝粉完全置换出金属单质，如果氧化物是混合物，得到的对应金属单质质量应该一个大于18g，一个小于18g；据此解答。
【详解】A．Cr2O3中+3价的Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g，V2O5中+5价V得到1mol电子对应的质量为10.2g，得到的二种对应金属单质质量均小于18g，故A不符合题意；
B．MnO2中+4价Mn得到1mol电子，对应的锰的质量为13.75g，Cr2O3中+3价的Cr得到1mol电子对应的质量为17.3g，得到的二种对应金属单质质量均小于18g，故B不符合题意；
C．Fe2O3中+3价的Fe，得到1mol电子对应的铁单质的质量为18.7g，V2O5中+5价V得到1mol电子对应的质量为10.2g，得到的二种对应金属单质质量一个大于18g，一个小于18g，故C符合题意；
D．Fe3O4中的铁1个为+2，2个为+3价，得到8mol电子时，可得到3molFe，当中Fe得到1mol电子时，对应生成的铁单质的质量为21g，FeO中+2价Fe得到1mol电子对应的质量为28g，得到的对应金属单质质量均大于18g，故D不符合题意；
答案为C。
7．C
【详解】A．铝热剂不仅包括铝和氧化铁的混合物，也包括铝与其他一些金属的氧化物的混合物，但不是所有金属的氧化物与铝的混合物，A说法不正确；
B．镁条和KClO3是铝热反应的引发剂，镁条燃烧时产生高温，氯酸钾分解产生氧气，使燃烧更剧烈、产生的温度更高，B说法不正确；
C．该反应放出大量的热量，生成物以熔融态落入沙中，该熔融物可能是铝铁合金，合金的熔点通常低于其成分金属，故所得熔融物熔点低于铝的熔点660℃，C说法正确；
D．将少量该反应所得的熔融物溶于足量稀H2SO4，充分反应后，滴加KSCN溶液无明显现象，不能说明熔融物中无Fe2O3，因为即使有Fe2O3，其溶于硫酸后也可以被铁还原为亚铁离子，故滴加KSCN溶液无明显现象，D说法不正确。
综上所述，相关叙述正确的是C。
8．B
【详解】把Fe3O4和铝粉配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知n(Fe)=3n(Al)，然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知n(H2)=n(Fe)，所以n(H2)= n(Al)；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知2n′(H2)=3n(Al)，所以n′(H2)=n(Al)；故两种情况下生成气体的物质的量之比为n(H2):n′(H2)=n(Al)：n(Al)=3：4，故选B。
9．     2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑     4:3
【详解】(1)铝热剂由Fe3O4和Al组成, 加入足量的NaOH溶液，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2＋3H2↑；
(2)

故：  =，解得V1=L


故：8Al ~ 9Fe~ 9H2 故：  =，解得V2=L
则：V1:V2=L : L = 4:3。
10．     Al2O3+3C2Al+3CO     Al4C3     放热     不能     四氧化三铁也能被磁铁吸引     H+ 、Al3+     、Cl-、     Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O
【分析】(1) ①由元素守恒可知该法制铝时会产生一种可燃性气体为CO，然后进行配平即可写出反应方程式；
②根据含氢量最高的烃为CH4，即碳化铝与水反应生成Al(OH)3和CH4，结合元素守恒即可写出该化学式；
(2) ①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，铝热反应属于放热反应；
②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质；
(3)根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+，故没有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有Al3+，没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有，故初步确定含有的离子为：H+ 、Al3+、，又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为4，而阴离子所带的负电荷为1，说明溶液中还含有Cl-和，故无Na+、、Ba2+，故一定存在的离子为：H+ 、Al3+、、Cl-、，据此解题。
【详解】(1)真空碳热还原Al2O3制铝是目前正在开发的一种方法。
①由元素守恒可知，该法制铝时会产生的一种可燃性气体为CO，故发生的总反应的化学方程式为Al2O3+3C2Al+3CO，故答案为：Al2O3+3C2Al+3CO；
②碳化铝与水反应生成Al(OH)3和一种含氢量最高的烃即CH4，故一个Al结合3个OH-，一个碳结合4个H，根据最小公倍数可知碳化铝的化学式为Al4C3，故答案为：Al4C3；
(2)
①纸质漏斗中发生的反应是铝热反应，反应中放出大量的热，故为放热反应，故答案为：放热；
②反应虽然生成了铁单质，铁单质能被磁铁吸引，但是四氧化三铁也是黑色的能被磁铁吸引的物质，实验结束后用磁铁靠近蒸发皿沙中的熔化物，能被磁铁吸引，故不能确认其为纯铁，说明理由：四氧化三铁也能被磁铁吸引，故答案为：不能；四氧化三铁也能被磁铁吸引；
(3) 根据取少量溶液于试管中，滴入甲基橙，溶液呈红色说明溶液中含有H+，故没有OH-、、；再加入NaOH溶液，溶液先变浑浊，后变澄清，说明含有Al3+，没有Ag+；另取少量溶液于试管中，加入铝片，有无色气体产生，该无色气体遇空气变为红棕色，说明含有，故初步确定含有的离子为：H+ 、Al3+、，又该溶液中各离子的物质的量浓度均相同，根据电荷守恒可知，溶液中阳离子所带的正电荷为4，而阴离子所带的负电荷为1，说明溶液中还含有Cl-和，故无Na+、、Ba2+，故一定存在的离子为：H+ 、Al3+、、Cl-、，据此解题。
①由分析可知：溶液中一定存在的阳离子为H+ 、Al3+，一定存在的阴离子为、Cl-、，故答案为：H+ 、Al3+；、Cl-、；
②由分析可知：溶液中含有H+ 和组成稀硝酸，加入铝片时反应为：Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，故其离子方程式为Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O，故答案为：Al+4H++=Al3++NO↑+2H2O。
11．(1)合理
(2)     NaOH溶液     2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑
(3)B

【解析】(1)
铝的熔点比铁低，生成铁和液态铝一起滴落至盛有沙子的容器中形成合金，所以铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。
(2)
铝与NaOH溶液反应生成气体，反应的离子方程式为2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑，所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝。
(3)
A．浓硫酸易使铁、铝钝化，不能使合金溶解，A项错误；B．活泼金属与稀硫酸反应，熔融物可溶解于稀硫酸中，B项正确；C．稀硝酸与金属反应生成污染性气体，不是最佳选择，C项错误；D．铁不与NaOH溶液反应，不能将熔融物全部溶解，D项错误；答案选B。
12．     8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn     C6H12O6     升高反应温度（或将软锰矿研细等其他合理答案）     ＞     Ca2+     Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+ H2O + CO2↑     100
【详解】（1）铝热反应的实质利用铝的强金属性，把弱金属性金属置换出来，8Al + 3Mn3O44Al2O3+ 9Mn；
（2）①还原剂是失电子，化合价升高被氧化，根据上述化合价的分析，C6H12O6中H为＋1、O为－2，整个化合价的代数和为0，则C的化合价为0，CO2中C的化合价为＋4价，即还原剂为C6H12O6，MnO2中Mn的化合价为＋4价→＋2价，提高还原浸出速率的措施为：升高温度、研细软锰矿等；
②软锰矿还原浸出得到MnSO4溶液，说明浸出液为稀硫酸，同时溶液中还含有Ca2＋、Fe3＋、Cu2＋等杂质，调节溶液的pH，Fe(OH)3的pKsp为37.4与其他离子相比最大，pKsp=－lgKsp，pKsp越大，沉淀溶解平衡常数越小，滤液1为形成Fe(OH)3沉淀，pKsp=－lgKsp=37.4，Ksp=10－37.4，Ksp=c(Fe3＋)×c2(OH－)，c(OH－)≈10－10，c(H＋)=1×10－4mol·L－1，pH=4，滤液1的pH大于MnSO4浸出液的pH；
③向溶液中加热硫化铵，CuS的pKsp为35.2，可以将Cu2＋形成硫化物沉淀下来，再加入MnF2，形成CaF2沉淀，除去Ca2＋，最后得到的含有锰离子的盐电解，可以达到金属锰；
（3）Mn2＋和HCO3－发生成MnCO3、水和CO2，离子反应方程式为：Mn2++2HCO3-＝MnCO3↓+ H2O + CO2↑，由MnCO3(s)＋2OH－(aq) Mn(OH)2(s)＋CO32－(aq)可知，Ksp=c(CO32－)/c2(OH－)= [Ksp(MnCO3)/c(Mn2＋)] /[Ksp(Mn(OH)2)/c(Mn2＋)]=10－10.7/10－12.7=100。
13．     2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 ↑     或 0.075a     3.36     2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3     c
【分析】(1)从铝和氧化铁能否与NaOH溶液反应、结合反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 计算即可；
(2)抓住恰好反应，从铝热反应方程式2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3计算混合物的组成、再计算铝溶于氢氧化钠溶液时生成氢气的体积；
(3) 按信息和反应特点分析判断即可。
【详解】(1) 铝热剂样品(铝和氧化铁)中加入足量的NaOH溶液，氧化铁不反应，而铝消耗，反应的化学方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2 ↑，若10.7g该样品反应，生成的氢气(标准状况，下同)体积为aL，则，由方程式知，，则样品中铝的质量分数是= ；
(2)若取同质量的样品，在高温下使其恰好反应：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3，则设氧化铁的物质的量为x，则铝的物质的量为2x， ，得，故该铝热剂含0.1mol铝，溶于氢氧化钠溶液时生成氢气0.15mol，a=33.6L；
(3) a.乙醇催化氧化制取乙醛，同时生成水，a不符合； b.甲烷制备CH3Cl 是取代反应，得到多种混合物，b不符合；c. 由方程式知，该反应原子的理论利用率为100%，符合，故选c。