Question

已知某金屬粉末中除含有Al外還含有一定量的Fe和Cu，為證明Fe和Cu的存在并測定其中Al的質(zhì)量分數(shù)，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)展開了如下的實驗探究．
資料在線：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和Cu不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
①請完成證明金屬粉末中存在Fe和Cu的實驗設(shè)計

實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
I．取少量的金屬粉末于試管中，加入足量的		僅除去鋁
Ⅱ．將試管靜置，棄去上層清液，加入足量的稀硫酸		證明含有鐵
Ⅲ．將試管靜置，棄去上層清液，加水，多次洗滌剩余固體	剩余固體呈紫紅色	證明含有銅

②化學(xué)興趣小組的同學(xué)討論了證明金屬粉末中存在Fe和Cu的實驗設(shè)計，下列他們的說法正確的是

 

．
A．先加氫氧化鈉溶液后加稀鹽酸      B．加入的溶液都要過量
C．反應(yīng)過程中溶液始終是無色        D．充分反應(yīng)到最后，無固體殘留
③為探究該金屬粉末中Al的質(zhì)量分數(shù)，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，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量．實驗過程中得到的部分數(shù)據(jù)與圖象如下：

加NaOH溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	…
剩余固體的質(zhì)量/g	17.3	n	11.9	…

I．分析以上數(shù)據(jù)可知，上表中n的值為

 

；
Ⅱ．該金屬粉末中Al的質(zhì)量分數(shù)為

 

%
Ⅲ．列式計算：所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,金屬的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：（查閱資料）①I．根據(jù)已知：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，加入足量的氫氧化鈉溶液，有氣泡產(chǎn)生（或固體減少）；
II．加入稀硫酸，如果有氣泡產(chǎn)生（或固體減少或產(chǎn)生淺綠色溶液），則證明含有鐵；
②根據(jù)鐵與銅的性質(zhì)分析；
③I．分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應(yīng)用去固體2.7克固體，第二次，也應(yīng)反應(yīng)掉固體2.7可，找出規(guī)律，每次減少固體2.7克，所以上表中n的值為14.6克；
II．有圖中可知，剩余物質(zhì)為雜質(zhì)為6克，則鋁的質(zhì)量為（20-6）克，則該金屬粉末中Al的質(zhì)量分數(shù)；
III．利用化學(xué)方程式的進行計算：設(shè)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為x，正確書寫化學(xué)方程式，根據(jù)已知量和未知量，列比例式，解答，求出氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（查閱資料）①I．根據(jù)已知：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑，加入足量的氫氧化鈉溶液，有氣泡產(chǎn)生（或固體減少）；
II．加入稀硫酸，如果有氣泡產(chǎn)生（或固體減少或產(chǎn)生淺綠色溶液），則證明含有鐵；
②要證明銅和鐵的存在，要先將鋁除盡避免干擾，先加過量的氫氧化鈉溶液除去鋁，后加過量的稀鹽酸與鐵充分反應(yīng)，如果有氣泡冒出，并且溶液變淺綠色，說明有鐵，最后還有紫紅色色固體說明有銅．故選AB
③I．分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應(yīng)用去2.7克固體，第二次，也應(yīng)反應(yīng)掉2.7克，所以上表中n的值為14.6克；
II．有圖中可知，該金屬粉末中Al的質(zhì)量分數(shù)為

20g-6g

20g

×100%=70%；
III．解：設(shè)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為x
2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
54         80
2.7g       20gx

54

2.7g

=

80

20gx

解得x=13.3%
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為13.3%
故答為：①I．氫氧化鈉溶液、有氣泡產(chǎn)生（或固體減少）；II．有氣泡產(chǎn)生（或固體減少或產(chǎn)生淺綠色溶液）
②AB
③I．14.6g；II．70
III．13.3%

點評：本題主要考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬活動性順序及其應(yīng)用，掌握有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算和根據(jù)化學(xué)方程式的計算．