题目内容
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(1)已知在相同的条件下,金属的活动性越强,金属和酸反应产生气泡(氢气)的速度就越快.Al、Cu、Fe三种金属在稀盐酸里的反应现象如右图所示.
①右图中Y所代表的金属是
②Al、Cu、Fe三种金属的活动性由强到弱的顺序为
③铝是一种活泼金属,但常温下铝却有较强的抗腐蚀性,其原因是
(2)金属的开发和利用是人类文明和社会进步的标志.
①我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(Cu2O)和木炭粉混合加热至800℃左右,即可得到与黄金外观相似的“药金”.
I.用上述方法不能制得真正的黄金(Au)是因为
II.“药金”是
②钛因常温下不与酸、碱反应等优良的性能,被誉为“未来金属”.由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下:
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在高温下与足量Mg反应置换生成金属Ti,该反应的化学方程式为:
上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属杂质,可加入
(3)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,多次洗涤剩余固体 | 剩余固体呈紫红色 | 证明含有铜 |
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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 | … |
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?
分析:(1)由图示和金属活动性顺序可得;
(2)利用质量守恒定律中元素种类不变可以确定;
(3)由题中所给资料结合已了解的铁和铜的性质解答①题,②中前三次反应中每一次固体减少质量应该相同,由此求出n的值,再通过表中数据和图示分析得出金属粉末中剩余6克不是金属铝,其余14克是金属铝的质量,进而求出金属粉末中铝的质量分数,然后根据方程式计算出氢氧化钠和水的质量,即可求出溶质的质量分数.
(2)利用质量守恒定律中元素种类不变可以确定;
(3)由题中所给资料结合已了解的铁和铜的性质解答①题,②中前三次反应中每一次固体减少质量应该相同,由此求出n的值,再通过表中数据和图示分析得出金属粉末中剩余6克不是金属铝,其余14克是金属铝的质量,进而求出金属粉末中铝的质量分数,然后根据方程式计算出氢氧化钠和水的质量,即可求出溶质的质量分数.
解答:解:(1)由图中Y表面没有气泡可得Y为金属铜;由实验现象可知三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al、Fe、Cu
故填:①Cu,②Al>Fe>Cu,③常温下铝和空气中的氧气反应,产生一层致密的氧化铝薄膜(或氧化膜)
(2)①由质量守恒定律可知原反应物中无金元素,所以生成物种中不会有金元素,这种方法不能真正得到黄金;得到的药金应为锌-铜合金.
②在高温下TiCl4与足量Mg反应置换生成金属Ti,该反应的化学方程式为:TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2.
上述生产过程中得到的金属钛中混有的少量金属杂质为铁和镁,所以可加入稀盐酸或稀硫酸除去.
故填:①反应物中不含有金元素,合金
②TiCl4+2Mg
Ti+2MgCl2,稀硫酸(或盐酸)
(3)①由题中信息可知第一步除去铝时加入的溶液是氢氧化钠溶液,现象是有气泡产生;第二步加入稀硫酸后有铁存在说明现象为有气泡产生.
②Ⅰ.由图示分析可知该金属粉末与80g氢氧化钠溶液恰好完全反应,也就是说前四次反应固体减少是的质量应该相等,所以n=13g.
Ⅱ.该金属粉末中Al的质量分数为
×100%=70%.
Ⅲ.由图示可知14g铝与80g氢氧化钠溶液恰好完全反应,
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=14g:80xg
解得x=25.9%
答:氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25.9%
故答案为:①氢氧化钠溶液,有气泡产生,有气泡产生;
②13,70,25.9%
故填:①Cu,②Al>Fe>Cu,③常温下铝和空气中的氧气反应,产生一层致密的氧化铝薄膜(或氧化膜)
(2)①由质量守恒定律可知原反应物中无金元素,所以生成物种中不会有金元素,这种方法不能真正得到黄金;得到的药金应为锌-铜合金.
②在高温下TiCl4与足量Mg反应置换生成金属Ti,该反应的化学方程式为:TiCl4+2Mg
| ||
上述生产过程中得到的金属钛中混有的少量金属杂质为铁和镁,所以可加入稀盐酸或稀硫酸除去.
故填:①反应物中不含有金元素,合金
②TiCl4+2Mg
| ||
(3)①由题中信息可知第一步除去铝时加入的溶液是氢氧化钠溶液,现象是有气泡产生;第二步加入稀硫酸后有铁存在说明现象为有气泡产生.
②Ⅰ.由图示分析可知该金属粉末与80g氢氧化钠溶液恰好完全反应,也就是说前四次反应固体减少是的质量应该相等,所以n=13g.
Ⅱ.该金属粉末中Al的质量分数为
20g-6g |
20g |
Ⅲ.由图示可知14g铝与80g氢氧化钠溶液恰好完全反应,
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=14g:80xg
解得x=25.9%
答:氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25.9%
故答案为:①氢氧化钠溶液,有气泡产生,有气泡产生;
②13,70,25.9%
点评:本题除了考查金属的性质和活动性顺序,还多方面开放性的考查灵活运用知识的能力.
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练习册系列答案
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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:
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:
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?
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 |
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 | … |
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?
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