Question

9．某铁粉样品（含有杂质铝或铜中的一种）5.6克，与足量的盐酸反应，产生0.21克氢气，则该样品的组成为Fe、Al，将一定量的该样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，待反应结束后过滤，在残渣中加入适量的稀盐酸，有气泡产生，则滤液中一定含有的溶质是Mg（NO₃）₂．

Answer 1

分析 （1）根据铁与盐酸反应的化学方程式可以计算出5.6g纯铁能生成0.2g氢气．由于0.2g＜0.21g，说明不纯的铁中所含的杂质能与盐酸反应且能产生氢气，而且等质量的铁和所含杂质相比，杂质与盐酸反应产生的氢气多．
（2）在金属活动性顺序中，只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来，钾、钙、钠除外．结合四种金属活动性强弱关系镁＞锌＞铁＞氢＞银，锌先和硝酸银反应，然后铁和硝酸银反应，锌和铁都不能和硝酸镁反应，向滤渣中加入稀盐酸，看到有气泡冒出，说明有排在氢前面的金属剩余，据此分析．

解答 解：（1）由于铜在金属活动顺序表中排在氢的后面，不能与酸反应产生氢气，故杂质不含有铜；
由于铁、铝的相对原子质量与化合价的比由小到大的顺序是：铝＜铁．
因此等质量的铁、铝与盐酸反应时产生的氢气质量由多到少的顺序是：铝＞铁．
设5.6g纯铁与盐酸反应生成氢气的质量为x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56            2
5.6g          x
则$\frac{56}{2}=\frac{5.6g}{x}$，解得：x=0.2g＜0.21g
说明等质量的含杂质的铁与盐酸反应时产生的氢气多，由于在给定金属中能够得到较多氢气的是铝，所以可以判定杂质为铝．
（2）四种金属活动性强弱关系镁＞铝＞铁＞氢＞银，铝先和硝酸银反应，然后铁和硝酸银反应，铝和铁都不能和硝酸镁反应，向滤渣中加入稀盐酸，看到有气泡冒出，说明有排在氢前面的金属剩余，则该金属一定含有铁，可能含有铝，此外滤渣中一定含有置换出的银；滤液中一定含有没参加反应的硝酸镁，有铝和硝酸银反应产生的硝酸铝，铁可能参加反应，硝酸银可能完全反应，因此可能含有硝酸亚铁、硝酸银；
故答案为：
 Fe、Al，Mg（NO₃）₂．

点评 本题难度较大，主要考查了对金属活动性顺序的应用，活动性强的金属放入活动性弱的金属的混合盐溶液中，活动性强的金属会先把活动性最弱的金属从其盐溶液中置换出来，然后再置换活动性较弱的金属，能够培养学生的分析能力和应用能力．