Question

2．有一种固体混合物粉末，经检验含Fe、Al、Si、C四种单质，某同学为进一步分析各组分的含量，进行了如下实验：
（1）取样品100g加足量稀盐酸，充分反应后，收集到氢气3.8g，残余固体质量为27.8g；
（2）另取样品100g加足量氢氧化钠溶液，充分反应后，收集到氢气3.8g，残余固体质量为69.8g．
已知：Al、Si与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑        Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑
求：混合物中Fe、Al、Si的质量分数．

Answer 1

分析 稀盐酸和铝反应生成氯化铝和氢气，和铁反应生成氯化亚铁和氢气，根据反应的化学方程式及其提供的是就可以进行相关方面的计算．

解答 解：残余固体是Si和C的质量，则铁和铝质量为：100g-27.8g=72.2g，设铁质量为x，和稀盐酸反应生成氢气质量为y，则铝质量为：72.2g-x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56                      2
x                       y
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
54                           6
72.2g-x               3.8g-y
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{y}$，$\frac{54}{72.2g-x}$=$\frac{6}{3.8g-y}$，
x=56g，y=2g，
铁、铝和稀盐酸反应生成3.8g氢气，铝、硅和氢氧化钠溶液反应生成3.8g氢气，说明铁和稀盐酸反应生成的氢气和硅和氢氧化钠溶液发反应生成的氢气质量相等，由
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56                      2
Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，
28                                      4
可知，当生成氢气质量相等时，铁的质量是硅质量的4倍，因此硅质量为：56g÷4=14g，
混合物中Fe、Al、Si的质量分数分别为：$\frac{56g}{100g}$×100%=56%，$\frac{2g}{100g}$×100%=2%，$\frac{14g}{100g}$×100%=14%，
答：混合物中Fe、Al、Si的质量分数分别为56%、2%、14%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．