Question

已知某合金粉末除鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種．某興趣小組在老師的指導(dǎo)下，對合金粉末中鐵、銅的存在情況進(jìn)行了探究．
【查閱資料】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（ 產(chǎn)物NaAlO₂溶于水）；Fe、Cu不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
【猜想】猜想1：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵．
猜想2：該合金粉末中除鋁外，還含有

 

（填名稱）．
猜想3：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵、銅．
【實驗探究】下列實驗僅供選擇的試劑：10%鹽酸、30%NaOH溶液．

實驗方案	實現(xiàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取10g的合金粉末，加過量的     ，充分反應(yīng)后過濾，得到8g濾渣備用．	粉末部分溶解，并有氣體放出．	合金中一定含有   ．
②取步驟①所得濾渣，加100g過量的     ，充分反應(yīng)．	濾渣部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色．	合金中一定含有   ．

【探究結(jié)論】猜想3成立．
【反思】
（1）基于假設(shè)1，不用化學(xué)試劑，證明金屬鐵的存在可用

 

；
（2）一般來說，活潑金屬能與鹽酸等酸反應(yīng)，而鋁與酸、堿都能反應(yīng)，說明鋁具有特殊的性質(zhì)．寫出鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（3）實驗方案①中加入過量的某溶液的目的是

 

；
（4）稱量實驗方案②充分反應(yīng)后，燒杯內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量為107.8g，求合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（必須寫計算過程）

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：根據(jù)題目所給信息，在驗證合金中是否有鋁時，我們可以利用鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣來鑒定．而鐵和銅在鑒定時，可以根據(jù)鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)而與鹽酸反應(yīng)，銅兩者都不反應(yīng)來進(jìn)行了．
（1）鐵能被磁鐵吸引，且該過程不產(chǎn)生新物質(zhì)，屬于物理方法分離混合物；
（2）根據(jù)鋁在置換反應(yīng)中顯示+3價，分析反應(yīng)物與生成物并正確的書寫化學(xué)式，然后依據(jù)方程式的書寫原則進(jìn)行書寫．
（3）過量的氫氧化鈉溶液會消耗掉鋁．
（4）由質(zhì)量守恒定律求生成氫氣的質(zhì)量，由氫氣的質(zhì)量求合金中鐵的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：根據(jù)所給的猜想我們可以確定猜想2，可能含有銅．而在檢驗合金的組成時，可以利用合金中不同的金屬的不同化學(xué)性質(zhì)和所給的信息來進(jìn)行了鑒定．檢驗是否含有鋁時，用氫氧化鈉和鋁反應(yīng)生成氫氣來確定．而檢驗是否有鐵時，可用稀鹽酸來檢驗．檢驗是否有銅時，利用銅和稀鹽酸不能反應(yīng)來進(jìn)行．
（1）用磁鐵對金屬粉末進(jìn)行吸引，觀察到有粉末被吸引，說明粉末中含有鐵粉；
（2）鋁和鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)是常顯示+3價，產(chǎn)物是氯化鋁與氫氣，方程式為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）實驗方案①中加入過量的某溶液的目的是將混合物中的鋁除盡．
（4）反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量為：100g+8g-107.8g=0.2g
設(shè)合金中鐵的質(zhì)量為x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x             0.2g

56

x

=

2

0.2g

x=5.6g
合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

5.6g

10g

×100%=56%
故答案為：
【猜想】猜測2：銅；
【實驗探究】

實驗方案	實現(xiàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取10g的合金粉末，加過量的30%的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，得到8g濾渣備用．	粉末部分溶解，并有氣體放出．	合金中一定含有 鋁．
②取步驟①所得濾渣，加100g過量的10%鹽酸，充分反應(yīng)．	濾渣部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色．	合金中一定含有鐵和銅．

【反思】（1）用磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸附，證明含有鐵；
（2）2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）混合物中的鋁除盡；
（4）56%．

點評：本題考查了常見金屬的性質(zhì)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識結(jié)合題干敘述的內(nèi)容，抽取有用的信息進(jìn)行．