金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类材料．

0月袭小姐052 2023-03-18 13:42

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  2023-03-18 13:48

  金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类材料．已知某金属粉末中除含有Al外还含有一定量的Fe和Cu，为证明Fe和Cu的存在并测定其中Al的质量分数，某化学兴趣小组的同学展开了如下的实验探究．（查阅资料）Al与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（反应的化学方程式为：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑），Fe和Cu不与氢氧化钠溶液反应．①请完成证明金属粉末中存在Fe和Cu的实验设计： 实验操作 实验现象 结论 Ⅰ取少量的金属粉末于试管中，加入足量的________________（填试剂名称）． _____________． 仅除去铝 Ⅱ将试管静置，弃去上层清液，加入足量的稀硫酸． _____________． 证明含有铁 Ⅲ将试管静置，弃去上层清液，多次洗涤剩余固体 剩余固体呈紫红*** 证明含有铜②为探究该金属粉末中Al的质量分数，取20g该金属粉末，把100g氢氧化钠溶液平均分成5份依次加入，充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量．实验过程中得到的部分数据与图象如下： 加NaOH溶液的次数 第一次 第二次 第三次 … 剩余固体的质量/g 16.5 n 9.5 …I．分析以上数据可知上表中n的值为______；II．该金属粉末中Al的质量分数为______%；III．列式计算：所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少？

  解题思路：（查阅资料）①I．根据已知：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，加入足量的氢氧化钠溶液，有气泡产生（或固体减少）；

  II．加入稀硫酸，如果有气泡产生（或固体减少或产生浅绿***溶液），则证明含有铁；

  ②I．分析以上数据可知，第一次反应用去固体3.5克固体，第二次，也应反应掉固体3.5可，找出规律，每次减少固体3.5克，所以上表中n的值为13克；

  II．有图中可知，剩余物质为杂质为6克，则铝的质量为（20-6）克，则该金属粉末中Al的质量分数；

  III．利用化学方程式的进行计算：设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x，正确书写化学方程式，根据已知量和未知量，列比例式，解答，求出氢氧化钠溶液中溶质质量分数．

  （查阅资料）①I．根据已知：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，加入足量的氢氧化钠溶液，有气泡产生（或固体减少）；

  II．加入稀硫酸，如果有气泡产生（或固体减少或产生浅绿***溶液），则证明含有铁；

  ②I．分析以上数据可知，第一次反应用去3.5克固体，第二次，也应反应掉3.5克，所以上表中n的值为13克；

  II．有图中可知，该金属粉末中Al的质量分数为[20−6/20]×100%=70%；

  故答为：①I．氢氧化钠溶液、有气泡产生（或固体减少）；II．有气泡产生（或固体减少或产生浅绿***溶液）

  ②I．13；II．70

  III．设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x

  2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑

  54 80

  （20-6）g 80xg

  [54/80＝

  20−6

  80x]解得x=25.9%

  答：氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25.9%

  （如氢氧化钠溶液用20g、40g、60g计算时，则铝的质量相应为3.5g、7.0g、10.5g也可）

  点评：

  本题考点： 金属的化学性质；有关溶质质量分数的简单计算；金属活动性顺序及其应用；根据化学反应方程式的计算．

  考点点评： 本题主要考查了金属的化学性质和金属活动性顺序及其应用，掌握有关溶质质量分数的简单计算和根据化学方程式的计算．
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