题目内容

已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在.
资料在线:铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气
(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、
Na0H溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
Ⅰ、提出假设   假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有______.
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
Ⅱ、设计并实施实验方案
(1)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用______.
(2)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是______,反应的化学方程式为______.
(3)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象
实验步骤实验操作(说明仪器和试剂)实验现象结论
   取少许粉末放入大试管中,再用滴管滴加______,充分反应后,静置,弃去清液得到固体.固体粉末______,
并有______.
仅除去铝
再往大试管中加______,充分反应.固体______,
溶液______.
证明含有铁
将大试管静置,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
Ⅲ、已知该金属粉末的组成为铝和铁、铝和铜两种情况.
(1)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,将5.6g的金属粉末中加入100g某溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,并产生a g氢气,则下列说法正确的是  (______ )
A.当粉末为Al、Fe时,a可能为0.2g
B.当粉末为Al、Cu时,反应完全后,生成物的溶液里一定含有Al2(SO43和CuSO4
C.当粉末为Al、Cu时,若a为0.3g,则该种粉末中含铝的质量分数小于50%
D.当粉末为Al、Fe时,所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8%
(2)若5.6g粉末为铝和铜,加入97.6g足量的稀硫酸,完全反应生成氢气0.3g,求所得Al2(SO43溶液质量分数(Al2(SO43相对分子质量为342,要求有计算过程.
【答案】分析:Ⅰ、提出假设:根据粉末的可能组成,对粉末进行合理的猜想;
Ⅱ、设计并实施实验方案:
(1)铁能被磁铁吸引,且该过程不产生新物质,属于物理方法分离混合物;
(2)根据金属铝与铜活动性的差别,推断与稀盐酸混合可能出现的实验现象,并写出铝与盐酸反应的化学方程式;
(3)根据表格中实验结论,获取进行检验的实验顺序,利用铝、铁的性质,选择试剂完成实验操作,并根据操作推断实验现象;
III、(1)根据粉末的可能组成中的金属的性质,利用实验数据对可能的组成进行分析,判断出符合实际情况的说法;
(2)由于铜不与稀硫酸反应,因此而由反应放出氢气的质量,根据铝与硫酸反应的化学方程式计算反应后生成硫酸铝的质量,并利用质量守恒定律,求得反应后溶液量,即可求出所得Al2(SO43溶液质量分数.
解答:解:Ⅰ、提出假设:粉末中可能含有铁和铜,因此粉末的组成有三种可能,即除铝外只含铁、只含铜、或既含铁又含铜;
Ⅱ、设计并实施实验方案:
(1)用磁铁对金属粉末进行吸引,观察到有粉末被吸引,说明粉末中含有铁粉;
(2)取粉末加入稀盐酸,观察到有气泡放出,充分反应后有红色固体剩余,说明粉末中含有铜粉;
(3)利用铝能与氢氧化钠溶液反应的特点,首先利用氢氧化钠溶液除去粉末中的铝粉,可观察到粉末部分溶解且放出气体,排除对铁粉检验时的干扰;然后利用锪能与酸发生反应而铜不能的性质,向滤渣中加入足量或是过量的稀硫酸(或稀盐酸),可观察到滤渣部分溶解且有气体放出,同时溶液变成浅绿色;
III、(1)根据同样质量的铁粉完全反应产生氢气质量小于铝,所消耗硫酸的质量也小于铝,而铜不能与硫酸反应,
A、根据铁与硫酸反应的化学方程式可计算出若5.6g粉末全部为铁即可放出0.2g氢气,因此可判断当粉末为Al、Fe时,a一定大于0.2g;故A不正确;
B、由于铜不能与硫酸发生反应,当粉末为Al、Cu时,反应完全后,生成物的溶液里一定只含有Al2(SO43而不含CuSO4;故B不正确;
C、当粉末为Al、Cu时,若a为0.3g,可计算5.6g粉末含有铝的质量=0.3g÷=2.7g,因此该种粉末中含铝的质量分数小于50%;故C正确;
D、根据铁与硫酸反应的化学方程式,5.6g铁粉完全反应即需要消耗9.8g硫酸,此时所需稀硫酸溶质质量分数=×100%=9.8%,因此当粉末为Al、Fe时,所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8%;故D正确;
(2)设铝的质量为x,Al2(SO43的质量为y.
2Al+3H2SO4=Al2(SO43+3H2
54           342       6
x             y       0.3g
==
x=2.7g,y=17.1g
所得Al2(SO43溶液质量分数=×100%=17.1%
答:所得Al2(SO43溶液质量分数为17.1%.
故答案为:
Ⅰ、Cu(或铜)
Ⅱ、设计并实施实验方案
(1)用磁铁吸引金属粉末,有粉末被吸附,证明含有铁
(2)有气泡生成,剩余部分固体;2Al+6HCl═2AlCl3+3H2
(3)
实验步骤实验操作(说明仪器和试剂)实验现象结论
 足量(或过量)的NaOH溶液部分溶解
气泡放出
 
 足量(或过量)的稀硫酸(或稀盐酸)部分溶解,气泡放出
呈浅绿色
 
Ⅲ、(1)CD;(2)17.1%.
点评:一定量的金属完全反应所放出氢气的质量=×金属的质量,熟练掌握这种计算氢气的方法,对于解决此类选择性计算会较为方便.
练习册系列答案
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(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、
Na0H溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
Ⅰ、提出假设   假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有
 

假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
Ⅱ、设计并实施实验方案
(1)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用
 

(2)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是
 
,反应的化学方程式为
 

(3)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象
实验步骤 实验操作(说明仪器和试剂) 实验现象 结论
   取少许粉末放入大试管中,再用滴管滴加
 
,充分反应后,静置,弃去清液得到固体.
固体粉末
 

并有
 
仅除去铝
再往大试管中加
 
,充分反应.
固体
 

溶液
 
证明含有铁
将大试管静置,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
Ⅲ、已知该金属粉末的组成为铝和铁、铝和铜两种情况.
(1)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,将5.6g的金属粉末中加入100g某溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,并产生a g氢气,则下列说法正确的是  (
 
 )
A.当粉末为Al、Fe时,a可能为0.2g
B.当粉末为Al、Cu时,反应完全后,生成物的溶液里一定含有Al2(SO43和CuSO4
C.当粉末为Al、Cu时,若a为0.3g,则该种粉末中含铝的质量分数小于50%
D.当粉末为Al、Fe时,所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8%
(2)若5.6g粉末为铝和铜,加入97.6g足量的稀硫酸,完全反应生成氢气0.3g,求所得Al2(SO43溶液质量分数(Al2(SO43相对分子质量为342,要求有计算过程.
(2013?港北区二模)已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在.
资料在线:
铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
I、提出假设
(1)假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
(2)假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有
Cu(或铜)
Cu(或铜)

(3)假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
II、设计并实施实验方案
(4)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用
磁铁吸引金属粉末,有粉末被吸引,证明含有铁
磁铁吸引金属粉末,有粉末被吸引,证明含有铁

(5)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是
金属粉末部分溶解,有气泡生成
金属粉末部分溶解,有气泡生成

(6)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象.
实验步骤 实验操作(说明仪器和试剂) 实验现象 结论
取少许粉末放入大试管中,再滴加
足量(或过量)的NaOH溶液
足量(或过量)的NaOH溶液
,充分反应后,静置,弃去清液得到固体.
固体粉末
部分溶解
部分溶解

气泡放出
气泡放出
仅除去铝
再往大试管中加
足量(或过量)的稀硫酸(或稀盐酸)
足量(或过量)的稀硫酸(或稀盐酸)
,充分反应.
固体
部分溶解并有气泡放出
部分溶解并有气泡放出

溶液
呈浅绿色
呈浅绿色
证明含有铁
将大试管静置,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
III、已知该金属粉末的组成为铝、铁和铜
(7)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,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 1 6.5 n 9.5
①分析以上数据可知,上表中n的值为
13
13

②该金属粉末中Al的质量分数为
70
70
%;
③列式计算:所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少?

已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在。

资料在线:铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气

(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应。

可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水。

请你参与并完成以下实验探究过程:

Ⅰ、提出假设    假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe。

          假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有               _________

          假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu。

Ⅱ、设计并实施实验方案

(1)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用                              ____________                                               

(2)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是                             

         _____________,反应的化学方程式为                                      ___________

(3)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象。

实验步骤

实验操作(说明仪器和试剂)

实验现象

结论

   取少许粉末放入大试管中,再用滴管滴加                 ,充分反应后,静置,弃去清液得到

固体。

固体粉末        

并有              

仅除去铝

再往大试管中加              ,充分反应。           

固体           

              

溶液              

证明含有铁

将大试管静置,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

Ⅲ、已知该金属粉末的组成为铝和铁、铝和铜两种情况。

(1)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,将5.6 g的金属粉末中加入100 g某溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,并产生a g氢气,则下列说法正确的是  (      )       

A.当粉末为Al 、Fe时,a可能为0.2 g

B.当粉末为Al、Cu时,反应完全后,生成物的溶液里一定含有Al2(SO4)3和CuSO4

C.当粉末为Al、Cu时,若a为0.3g,则该种粉末中含铝的质量分数小于50%

D.当粉末为Al、Fe时,所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8%

(2)若5.6 g粉末为铝和铜,加入97.6 g足量的稀硫酸,完全反应生成氢气0.3 g,求所得Al2(SO4)3溶液质量分数(Al2(SO4)3相对分子质量为342,要求有计算过程。

已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上.请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在.
资料在线:铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气
(2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑),铁和铜不与氢氧化钠溶液反应.
可供选择的实验用品:烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁;稀硫酸、稀盐酸、
Na0H溶液、氨水.
请你参与并完成以下实验探究过程:
Ⅰ、提出假设   假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe.
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有______.
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu.
Ⅱ、设计并实施实验方案
(1)基于假设1,不用化学试剂,证明金属铁的存在可用______.
(2)基于假设2,将混合金属粉末加入足量稀盐酸,你观察到的现象是______,反应的化学方程式为______.
(3)基于假设3,请你完成实验操作,描述实验现象
实验步骤实验操作(说明仪器和试剂)实验现象结论
   取少许粉末放入大试管中,再用滴管滴加______,充分反应后,静置,弃去清液得到固体.固体粉末______,
并有______.
仅除去铝
再往大试管中加______,充分反应.固体______,
溶液______.
证明含有铁
将大试管静置,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
Ⅲ、已知该金属粉末的组成为铝和铁、铝和铜两种情况.
(1)为测定混合金属粉末中铝的质量分数,将5.6g的金属粉末中加入100g某溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,并产生a g氢气,则下列说法正确的是  (______ )
A.当粉末为Al、Fe时,a可能为0.2g
B.当粉末为Al、Cu时,反应完全后,生成物的溶液里一定含有Al2(SO43和CuSO4
C.当粉末为Al、Cu时,若a为0.3g,则该种粉末中含铝的质量分数小于50%
D.当粉末为Al、Fe时,所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8%
(2)若5.6g粉末为铝和铜,加入97.6g足量的稀硫酸,完全反应生成氢气0.3g,求所得Al2(SO43溶液质量分数(Al2(SO43相对分子质量为342,要求有计算过程.

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