Question

17．已知某金屬粉末中除含有Al外還含有一定量的Fe，為測(cè)定金屬的含量，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)展開(kāi)了如下的實(shí)驗(yàn)探究．
小資料：Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣（反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，F(xiàn)e不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)）．取20g該金屬粉末，把100g氫氧化鈉溶液平均分成5份依次加入，充分反應(yīng)后，過(guò)濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

加NaOH溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固體的質(zhì)量/g	17.3	14.6	11.9	9.9	m

試分析回答下列問(wèn)題：
（1）上表中m的值為9.9；           
（2）Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.5%；
（3）第五次加入NaOH后，溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（4）列式計(jì)算：所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應(yīng)用去固體20g-17.3g=2.7g固體，第二次，也應(yīng)反應(yīng)掉固體17.3g-14.6g=2.7g，找出規(guī)律，每次減少固體2.7g，第四次減少11.9g-9.9g=2g，意味著鋁全部參加反應(yīng)；
（2）由圖中可知，剩余物質(zhì)鐵為9.9g，據(jù)此求出該金屬粉末中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)（1）第四次鋁全部參加反應(yīng)；
（4）利用化學(xué)方程式的進(jìn)行計(jì)算出氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應(yīng)用去固體20g-17.3g=2.7g固體，第二次，也應(yīng)反應(yīng)掉固體17.3g-14.6g=2.7g，找出規(guī)律，每次減少固體2.7g，第四次減少11.9g-9.9g=2g，意味著鋁全部參加反應(yīng)，所以m=9.9，故填：9.9；
分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應(yīng)用去固體3.6g固體，第二次，也應(yīng)反應(yīng)掉固體3.6g，找出規(guī)律，每次減少固體3.6g，第四次減少不是3.6g，意味著鋁全部參加反應(yīng)，且此時(shí)氫氧化鈉剩余，故溶液中的溶質(zhì)是剩余的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，故填：氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（2）剩余物質(zhì)鐵的質(zhì)量為9.9g，故鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{9.9g}{20g}×100%$=49.5%，故填：49.5%；
（3）第四次減少不是2.7g，意味著鋁全部參加反應(yīng)，且此時(shí)氫氧化鈉剩余，故第五次加入NaOH后，溶液中的溶質(zhì)是剩余的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，故填：氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（4）設(shè)第一次加入氫氧化鈉溶液后，所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為x
 2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
 54                80
2.7g              x
$\frac{54}{2.7g}=\frac{80}{x}$
x=4g
所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{4g}{20g}$×100%=20%
答：所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)及其計(jì)算，掌握有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算和根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算．