Question

6．（1）镁将成为2 1世纪重要的轻型环保材料，我国含有非常丰富的镁资源．老师每次做有关镁的实验时都会强调：镁是一种银白色有金属光泽的金属．但拿出的镁条总是有一层灰黑色的“外衣“，这层灰黑色的外衣是什么物质呢？
猜想：小明认为可能是MgO；
小赵认为可能是Mg₂（OH）₂C0₃；
小花认为可能是Mg（OH）₂．
小赵认为小明的猜想是错误的，其理由是是氧化镁为白色固体与水缓慢反应生成氢氧化镁，而信息中为灰黑色物质．
实验探究：小赵按图3所示装置进行实验，发现试管口有液滴出现，澄清石灰水变浑浊，同时试管内生成白色固体．
实验分析：实验后，小赵认为小花的猜测也是错误的，其理由是样品分解生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，而氢氧化镁不会生成二氧化碳．
查阅资料得出结论：Mg（OH）₂和Mg₂（OH）₂CO₃都可以加热分解，产物均为氧化物，据此请你写出Mg₂（OH）₂C0₃加热分解的化学方程式Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+CO₂↑+H₂O
（2）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Al、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化学兴趣小组的同学讨论了证明金属粉末中存在Al、Fe和Cu的实验设计，下列他们的说法正确的是AB．
A．先加氢氧化钠溶液后加稀盐酸      B．加入的溶液都要过量
C．反应过程中溶液始终是无色        D．充分反应到最后，无固体残留

加NaOH溶液的次数	第一次	第二次	第三次	…
剩余固体的质量/g	17.3	n	11.9	…

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图4：
Ⅰ．分析以上数据可知，上表中n的值为14.6g；
Ⅱ．该金属粉末中Al的质量分数为70%
Ⅲ．列式计算：第一次参加反应氢氧化钠的质量？

Answer 1

分析 （1）根据氧化镁为白色固体，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，Mg₂（OH）₂CO₃分解生成MgO、CO₂、H₂O解答；
（2）①根据铁与铜的性质分析；
②I．分析以上数据可知，第一次反应用去固体2.7克固体，第二次，也应反应掉固体2.7可，找出规律，每次减少固体2.7克，所以上表中n的值为14.6克；
II．有图中可知，剩余物质为杂质为6克，则铝的质量为（20-6）克，则该金属粉末中Al的质量分数；
III．利用化学方程式的进行计算：设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x，正确书写化学方程式，根据已知量和未知量，列比例式，解答，求出氢氧化钠溶液中溶质质量．

解答 解：
（1）小赵认为小明的猜想是错误的，其理由是氧化镁为白色固体与水缓慢反应生成氢氧化镁，而信息中为灰黑色物质；小赵认为小花的猜想也是错误的，其理由是样品分解生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，而氢氧化镁不会生成二氧化碳，则Mg₂（OH）₂CO₃分解生成MgO、CO₂、H₂O，反应为Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+CO₂↑+H₂O；
（2）②要证明铜和铁的存在，要先将铝除尽避免干扰，先加过量的氢氧化钠溶液除去铝，后加过量的稀盐酸与铁充分反应，如果有气泡冒出，并且溶液变浅绿色，说明有铁，最后还有紫红色色固体说明有铜．故选AB
③I．分析以上数据可知，第一次反应用去2.7克固体，第二次，也应反应掉2.7克，所以上表中n的值为14.6克；
II．有图中可知，该金属粉末中Al的质量分数为$\frac{20g-6g}{20g}$×100%=70%；
III．设第一次参加反应氢氧化钠的质量为x
2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
54         80
2.7g       x
$\frac{54}{2.7g}=\frac{80}{x}$
解得x=4g
答：氢氧化钠溶液中溶质质量分数为13.3%
第一次参加反应氢氧化钠的质量2.7g．
答案：
（1）是氧化镁为白色固体与水缓慢反应生成氢氧化镁，而信息中为灰黑色物质；样品分解生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，而氢氧化镁不会生成二氧化碳；Mg₂（OH）₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+CO₂↑+H₂O，
（2）①AB
②I．14.6g；II．70；III．4g．

点评 本题考查性质实验方案的设计，涉及知识点较多，题目综合性较强，但注重基础知识的考查，（3）为解答的难点，表格中数据的分析及应用是解答的关键，题目难度中等．