Question

已知某合金粉末除铝外，还含有铁、铜中的一种或两种．某兴趣小组在老师的指导下，对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究．
【查阅资料】铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（ 产物NaAlO₂溶于水）；Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应．
【猜想】猜想1：该合金粉末中除铝外，还含有铁．
猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有

 

（填名称）．
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
【实验探究】下列实验仅供选择的试剂：10%盐酸、30%NaOH溶液．

实验方案	实现现象	结论
①取10g的合金粉末，加过量的     ，充分反应后过滤，得到8g滤渣备用．	粉末部分溶解，并有气体放出．	合金中一定含有   ．
②取步骤①所得滤渣，加100g过量的     ，充分反应．	滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色．	合金中一定含有   ．

【探究结论】猜想3成立．
【反思】
（1）基于假设1，不用化学试剂，证明金属铁的存在可用

 

；
（2）一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质．写出铝与稀盐酸反应的化学方程式

 

；
（3）实验方案①中加入过量的某溶液的目的是

 

；
（4）称量实验方案②充分反应后，烧杯内物质总质量为107.8g，求合金中铁的质量分数．（必须写计算过程）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：根据题目所给信息，在验证合金中是否有铝时，我们可以利用铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气来鉴定．而铁和铜在鉴定时，可以根据铁与氢氧化钠不反应而与盐酸反应，铜两者都不反应来进行了．
（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）根据铝在置换反应中显示+3价，分析反应物与生成物并正确的书写化学式，然后依据方程式的书写原则进行书写．
（3）过量的氢氧化钠溶液会消耗掉铝．
（4）由质量守恒定律求生成氢气的质量，由氢气的质量求合金中铁的质量及质量分数．

解答：解：根据所给的猜想我们可以确定猜想2，可能含有铜．而在检验合金的组成时，可以利用合金中不同的金属的不同化学性质和所给的信息来进行了鉴定．检验是否含有铝时，用氢氧化钠和铝反应生成氢气来确定．而检验是否有铁时，可用稀盐酸来检验．检验是否有铜时，利用铜和稀盐酸不能反应来进行．
（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）铝和盐酸发生置换反应是常显示+3价，产物是氯化铝与氢气，方程式为：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）实验方案①中加入过量的某溶液的目的是将混合物中的铝除尽．
（4）反应后生成氢气的质量为：100g+8g-107.8g=0.2g
设合金中铁的质量为x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56             2
x             0.2g

56

x

=

2

0.2g

x=5.6g
合金中铁的质量分数为：

5.6g

10g

×100%=56%
故答案为：
【猜想】猜测2：铜；
【实验探究】

实验方案	实现现象	结论
①取10g的合金粉末，加过量的30%的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤，得到8g滤渣备用．	粉末部分溶解，并有气体放出．	合金中一定含有 铝．
②取步骤①所得滤渣，加100g过量的10%盐酸，充分反应．	滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色．	合金中一定含有铁和铜．

【反思】（1）用磁铁吸引金属粉末，有粉末被吸附，证明含有铁；
（2）2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑；
（3）混合物中的铝除尽；
（4）56%．

点评：本题考查了常见金属的性质，完成此题，可以依据已有的知识结合题干叙述的内容，抽取有用的信息进行．