Question

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

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．资料在线：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____________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，加水，多次洗涤剩余固体剩余固体呈紫红色证明含有铜 ②化学兴趣小组的同学讨论了证明金属粉末中存在Fe和Cu的实验设计，下列他们的说法正确的是______．A．先加氢氧化钠溶液后加稀盐酸 B．加入的溶液都要过量C．反应过程中溶液始终是无色 D．充分反应到最后，无固体残留③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/g17.3n11.9…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？

Answer 1

（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色溶液），则证明含有铁；
②要证明铜和铁的存在，要先将铝除尽避免干扰，先加过量的氢氧化钠溶液除去铝，后加过量的稀盐酸与铁充分反应，如果有气泡冒出，并且溶液变浅绿色，说明有铁，最后还有紫红色色固体说明有铜．故选AB
③I．分析以上数据可知，第一次反应用去2.7克固体，第二次，也应反应掉2.7克，所以上表中n的值为14.6克；
II．有图中可知，该金属粉末中Al的质量分数为

20g?6g

20g

×100%=70%；
III．解：设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x
2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
54         80
2.7g       20gx

54

2.7g

=

80

20gx

解得x=13.3%
答：氢氧化钠溶液中溶质质量分数为13.3%
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色溶液）
②AB
③I．14.6g；II．70
III．13.3%