Question

已知某混合金屬粉末中除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5％以上。請設計實驗探究該粉末中鐵、銅的存在。

資料在線：鋁與氫氧化鈉溶液反應生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣（2Al+2H₂O+2NaOH=

2NaAlO₂+3H₂↑)，鐵和銅不與氫氧化鈉溶液反應。

可供選擇的實驗用品：燒杯、大試管、量筒、滴管、燃燒匙、藥匙、磁鐵；

稀硫酸、稀鹽酸、Na0H溶液、氨水。

請你參與并完成以下實驗探究過程：

I、提出假設

（1）假設1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe。

   （2）假設2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有     ▲     。

   （3）假設3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu。

II、設計并實施實驗方案

（4）基于假設1，不用化學試劑，證明金屬鐵的存在可用            ▲            。

（5）基于假設2，將混合金屬粉末加入足量稀鹽酸，你觀察到的現象是     ▲      。

（6）基于假設3，請你完成實驗操作，描述實驗現象。

實驗步驟	實驗操作（說明儀器和試劑）	實驗現象	結論
①	取少許粉末放入大試管中，再滴加     ▲     ，充分反應后，靜置，棄去清液得到固體。	固體粉末   ▲    ， 有      ▲      。	僅除去鋁
②	再往大試管中加    ▲      ，充分反應。	固體    ▲      ， 溶液    ▲       。	證明含有鐵
③	將大試管靜置，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

III、已知該金屬粉末的組成為鋁、鐵和銅

（7）為測定混合金屬粉末中鋁的質量分數，取20 g該金屬粉末，把100 g氫氧化鈉溶液平均分成5份依次加入，充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量。實驗過程中得到的部分數據與圖象如下：

加NaOH溶液的次數	第一次	第二次	第三次	…
剩余固體的質量／g	1 6.5	n	9.5	…

①分析以上數據可知，上表中n的值為  ▲    ；

②該金屬粉末中Al的質量分數為      ▲   %；

③列式計算：所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為多少？

Answer 1

（共14分，除（7）③3分外，其余每空均1分）

   （2）Cu（或銅）  （4）磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸引，證明含有鐵

   （5）金屬粉末部分溶解，有氣泡生成

   （6）

實驗步驟	實驗操作（說明儀器和試劑）	實驗現象	結論
①	足量（或過量）的NaOH溶液	部分溶解  氣泡放出
②	足量（或過量）的稀硫酸（或稀鹽酸）	部分溶解并有氣泡放出 呈淺綠色

   （7）①13  ②70

③解：20 g該金屬粉末中鋁的質量為：20g - 6g = 14g…………………………………1分

設氫氧化鈉溶液中溶質質量為x.

2Al + 2H₂O + 2NaOH ＝ 2NaAlO₂  + 3H₂↑

54　　      　80

14g 　        x

54/80=14g/x    x=20.7g……………………………………………………………1分

氫氧化鈉溶液中溶質質量分數為：20.7g/80g×100% = 25.9%……………………1分

答：氫氧化鈉溶液中溶質質量分數為25.9% 。