Question

15．已知某金屬粉末中除含有Al外還含有一定量的Fe，為測定金屬的含量，某化學興趣小組的同學展開了如下的實驗探究．
小資料：Al與氫氧化鈉溶液反應生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣（反應的化學方程式為：
2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，Fe不與氫氧化鈉溶液反應）．
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如下：

加NaOH溶液的次數	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固體的質量/g	16.4	12.8	9.2	6	m

（1）第四次加入NaOH后，溶液中的溶質是氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（2）Fe的質量分數為30%；
（3）第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成多少克氫氣？所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為多少？（精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）分析以上數據可知，第一次反應用去固體3.6g固體，第二次，也應反應掉固體3.6g，找出規律，每次減少固體3.6g，第四次減少不是3.6g，意味著鋁全部參加反應；
（2）由圖中可知，剩余物質鐵為6g，據此求出該金屬粉末中鐵的質量分數；
（3）利用化學方程式的進行計算出生成氫氣的質量以及氫氧化鈉溶液中溶質質量分數．

解答 解：（1）分析以上數據可知，第一次反應用去固體3.6g固體，第二次，也應反應掉固體3.6g，找出規律，每次減少固體3.6g，第四次減少不是3.6g，意味著鋁全部參加反應，且此時氫氧化鈉剩余，故溶液中的溶質是剩余的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，故填：氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（2）剩余物質鐵的質量為6g，故鐵的質量分數為：$\frac{6g}{20g}×100%=30%$，故填：30%；
（3）設第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成氫氣的質量為x，所用氫氧化鈉溶液中溶質質量為y
 2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
 54                80                        6
10.8g             y                         x
$\frac{54}{10.8g}=\frac{80}{y}=\frac{6}{x}$
x=1.2g
y=16g
所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為：$\frac{16g}{60g}×100%≈26.7%$
答：第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成1.2g氫氣，所用氫氧化鈉溶液的溶質質量分數，26.7%．

點評 本題主要考查了金屬的化學性質和金屬活動性順序及其應用，掌握有關溶質質量分數的簡單計算和根據化學方程式的計算．