Question

【題目】實(shí)驗(yàn)中，小紅誤將氫氧化鈉溶液當(dāng)成酸滴加到金屬鋁中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)也有氣泡產(chǎn)生。為了解該氣體的成分，實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：

（提出猜想）小紅猜想是氧氣；小敏猜想是氫氣；小雨猜想是二氧化碳。其他同學(xué)認(rèn)為小雨的猜想是錯(cuò)誤的，無需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。理由是______；

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）利用圖I所示的裝置分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）小紅：反應(yīng)一段時(shí)間后，將帶火星的木條放在a處，觀察到______，則她的猜想錯(cuò)誤。

（2）小敏：①用圖II所示裝置干燥從a導(dǎo)管出來的氣體，將管口a與______（填“b”或“c“）端管口連接。

②反應(yīng)一段時(shí)間，點(diǎn)燃干燥的氣體，通過對(duì)現(xiàn)象的分析，得出他的猜想正確。

（得出結(jié)論）鋁、氫氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉（NaAlO2），反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（交流討論）有同學(xué)認(rèn)為，小敏的實(shí)驗(yàn)步驟②中存在安全隱患，理由是______

（拓展提升）Ⅰ.某化學(xué)小組在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定質(zhì)量的鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣。他們對(duì)所得濾液和濾渣有如下描述：

①濾液中一定含有Zn(NO3)2 ；②濾渣中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn；③若濾液呈藍(lán)色，則向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸無明顯現(xiàn)象；④若向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，

則濾液中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2。上述四種描述中正確的個(gè)數(shù)為（______）

A4個(gè) B3個(gè) C2個(gè) D1個(gè)

Ⅱ.為測定鎂和硫酸鎂固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先稱取混合物10g，放入一干凈的燒杯中，然后取一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸100g，平均分五次加入其中，充分振蕩，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表：

	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	20	20	20	20	20
生成氣體的總質(zhì)量/g	0.12	x	0.36	0.4	y

（l）上表中x=______、y=______．

（2）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

（3）固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________？（第（3）題寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物中無碳元素，生成物不可能有二氧化碳 木條不復(fù)燃 c 氫氣為可燃性氣體，點(diǎn)燃之前應(yīng)該驗(yàn)純，否則有爆炸的危險(xiǎn) A 0.24 0.4 29.4% 設(shè)固體混合物中鎂元素的質(zhì)量為y，則有：

由解得y=4.8g

則固體混合物中硫酸鎂的質(zhì)量為10g-4.8g=5.2g；

則固體混合物中鎂元素的質(zhì)量為

則固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

答：固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.4%。

【解析】

探究氫氧化鈉溶液與金屬鋁反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡的成分：

提出猜想：小紅猜想是氧氣；小敏猜想是氫氣；小雨猜想是二氧化碳。其他同學(xué)認(rèn)為小雨的猜想是錯(cuò)誤的，無需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。理由是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物中無碳元素，生成物不可能有二氧化碳；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）小紅：反應(yīng)一段時(shí)間后，將帶火星的木條放在a處，觀察到木條不復(fù)燃，則她的猜想，該氣體是氧氣錯(cuò)誤。

（2）小敏：①用圖II所示裝置干燥從a導(dǎo)管出來的氣體，氣體應(yīng)該長導(dǎo)管進(jìn)，短導(dǎo)管出，故將管口a與c端管口連接。

②反應(yīng)一段時(shí)間，點(diǎn)燃干燥的氣體，通過對(duì)現(xiàn)象的分析，得出他的猜想正確。

得出結(jié)論：鋁、氫氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉（NaAlO2），反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

交流討論：有同學(xué)認(rèn)為，小敏的實(shí)驗(yàn)步驟②中存在安全隱患，理由是氫氣為可燃性氣體，點(diǎn)燃之前應(yīng)該驗(yàn)純，否則有爆炸的危險(xiǎn)。

拓展提升：

Ⅰ、在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定質(zhì)量的鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣。鋅會(huì)先與AgNO3發(fā)生置換反應(yīng)，生成硝酸鋅和銀，若鋅過量，反應(yīng)完之后繼續(xù)與Cu(NO3)2反應(yīng)生成銅和硝酸鋅，則有：

①濾液中一定含有Zn(NO3)2 ，說法正確；

②濾渣中一定含有Ag，若鋅過量，可能含有Cu和Zn，說法正確；

③若濾液呈藍(lán)色，說明溶液中有銅離子，鋅的量不足，濾渣中沒有鋅，有銀，可能有銅，則向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸無明顯現(xiàn)象，說法正確；

④若向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明濾渣中有鋅，則原溶液中的AgNO3和Cu(NO3)2完全反應(yīng)，則濾液中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2，說法正確；

綜上所述上述四種描述中正確的個(gè)數(shù)為4個(gè)， A選項(xiàng)正確，符合題意。故選A。

Ⅱ、根據(jù)題意和表格中的數(shù)據(jù)可知，第1次、第2次、第3次氣體質(zhì)量等比例增加，第3次到第4次沒有成比例，則第4次加入后完全反應(yīng)，第5次加入后不再產(chǎn)生氣體，與第4次的質(zhì)量相同，則有：

（l）表中x=0.24、y=0.4；

（2）由題意可知第1次加入20g稀硫酸產(chǎn)生0.12g氫氣，設(shè)20g稀硫酸中溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量為x，則有：

由解得x=5.88g

則所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

答：所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.4%。

（3）設(shè)固體混合物中鎂元素的質(zhì)量為y，則有：

由解得y=4.8g

則固體混合物中硫酸鎂的質(zhì)量為10g-4.8g=5.2g；

則固體混合物中鎂元素的質(zhì)量為

則固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

答：固體混合物中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.4%。