Question

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，

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 剩余固体呈紫红色 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？

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；
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色溶液）
②I．13；II．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
（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）