Question

15．已知某金属粉末中除含有Al外还含有一定量的Fe，为测定金属的含量，某化学兴趣小组的同学展开了如下的实验探究．
小资料：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不与氢氧化钠溶液反应）．
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如下：

加NaOH溶液的次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固体的质量/g	16.4	12.8	9.2	6	m

（1）第四次加入NaOH后，溶液中的溶质是氢氧化钠和偏铝酸钠；
（2）Fe的质量分数为30%；
（3）第三次加入氢氧化钠溶液后，共生成多少克氢气？所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少？（精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）分析以上数据可知，第一次反应用去固体3.6g固体，第二次，也应反应掉固体3.6g，找出规律，每次减少固体3.6g，第四次减少不是3.6g，意味着铝全部参加反应；
（2）由图中可知，剩余物质铁为6g，据此求出该金属粉末中铁的质量分数；
（3）利用化学方程式的进行计算出生成氢气的质量以及氢氧化钠溶液中溶质质量分数．

解答 解：（1）分析以上数据可知，第一次反应用去固体3.6g固体，第二次，也应反应掉固体3.6g，找出规律，每次减少固体3.6g，第四次减少不是3.6g，意味着铝全部参加反应，且此时氢氧化钠剩余，故溶液中的溶质是剩余的氢氧化钠和生成的偏铝酸钠，故填：氢氧化钠和偏铝酸钠；
（2）剩余物质铁的质量为6g，故铁的质量分数为：$\frac{6g}{20g}×100%=30%$，故填：30%；
（3）设第三次加入氢氧化钠溶液后，共生成氢气的质量为x，所用氢氧化钠溶液中溶质质量为y
 2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
 54                80                        6
10.8g             y                         x
$\frac{54}{10.8g}=\frac{80}{y}=\frac{6}{x}$
x=1.2g
y=16g
所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：$\frac{16g}{60g}×100%≈26.7%$
答：第三次加入氢氧化钠溶液后，共生成1.2g氢气，所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数，26.7%．

点评 本题主要考查了金属的化学性质和金属活动性顺序及其应用，掌握有关溶质质量分数的简单计算和根据化学方程式的计算．