题目内容

19．某混合金属粉末，除Fe外，还含有Al、Zn中的一种或两种，含量都在10%以上．某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在，探究过程如下：
【查阅资料】①Zn可以与NaOH溶液反应生成H2
②Zn（OH）2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3•H2O
③Zn2+易形成络合物如[Zn（NH3）4]2+，该络合物遇强酸生成Zn2+、NH4+
【提出假设】假设①：该混合金属粉末中除Fe外还含有Al元素
假设②：该混合金属粉末中除Fe外还含有Zn元素
假设③：该混合金属粉末中除Fe外还含有Al、Zn元素
【实验探究】所用试剂：样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3•H2O．
甲同学基于假设③设计实验方案如下：

乙同学同样基于假设③设计另一实验方案如下：

（1）Fe元素在周期表中的位置是第四周期VIII族族．
（2）试剂M是NaOH溶液；沉淀B是Al（OH）3．
（3）你认为甲、乙同学的方案乙（填“甲”或“乙”）比较好，理由是步骤简单，节约试剂．
（4）操作Ⅰ的主要过程是：在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的稀氨水．
（5）乙同学将沉淀C洗涤、烘干、冷却后称重，质量为m1g，经计算即可得到样品中铁的质量分数，你认为否（填“是”或“否”）准确，原因是C沉淀为氢氧化铁，经洗涤、烘干、冷却后得到为氧化铁，并非Fe的质量．
（6）电解法制金属铝的化学方程式是2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑．
以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是Al+3NiO（OH）+H2O+NaOH=3Ni（OH）2+NaAlO2．

分析 根据甲同学基于假设③设计实验方案，样品加入酸之后生成了铁盐、铝盐和锌盐，铁盐加过量的强碱生成了沉淀不溶解，而铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀然后沉淀溶解；而铁盐、铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀然后沉淀溶解，由实验方案可知铁盐、铝盐和锌盐形成的沉淀分三次分离，第一次为：Fe（OH）2，试剂M为NaOH溶液，第二次为：Al（OH）3，铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，又形成了铝盐和锌盐，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，这样实现了Al（OH）3沉淀的分离；第三次为Zn（OH）2，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入适量的NaOH溶液，形成沉淀，
（1）根据Fe元素在周期表中的位置作答；
（2）根据分析判断试剂M和沉淀B；
（3）根据对比甲、乙两同学的实验，发现甲比乙多了第一步加稀硫酸；
（4）铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，又形成了铝盐和锌盐，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，这样实现了Al（OH）沉淀的分离；
（5）根据反应的先后顺序以及量的关系来分析；
（6）根据电解原理分析．

解答 解：根据甲同学基于假设③设计实验方案，样品加入酸之后生成了铁盐、铝盐和锌盐，铁盐加过量的强碱生成了沉淀不溶解，而铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀然后沉淀溶解；而铁盐、铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀然后沉淀溶解，由实验方案可知铁盐、铝盐和锌盐形成的沉淀分三次分离，第一次为：Fe（OH）2，试剂M为NaOH溶液，第二次为：Al（OH）3，铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，又形成了铝盐和锌盐，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，这样实现了Al（OH）3沉淀的分离；第三次为Zn（OH）2，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入适量的NaOH溶液，形成沉淀，
（1）Fe元素在周期表中的位置是第四周期第ⅥⅡ族，
故答案为：四；ⅥⅡ；
（2）由实验方案可知铁盐、铝盐和锌盐形成的沉淀分三次分离，第一次为：Fe（OH）3，试剂M为NaOH溶液，第二次为：Al（OH）3，铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解又形成了铝盐和锌盐，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，实现了Al（OH）3沉淀的分离；第三次为Zn（OH）2，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入适量的NaOH溶液，形成沉淀，
故答案为：NaOH溶液；Al（OH）3；
（3）对比甲、乙两同学的实验，发现甲比乙多了第一步加稀硫酸，
故答案为：乙；步骤简单，节约试剂；
（4）铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在滤液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，又形成了铝盐和锌盐，锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀，然后沉淀溶解，铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，这样实现了Al（OH）3沉淀的分离，
故答案为：稀硫酸；稀氨水；
（5）乙同学将沉淀C洗涤、烘干、冷却后称重，质量为m1g，经计算即可得到样品中铁的质量分数，此数据不准确，C沉淀为氢氧化铁，经洗涤、烘干、冷却后得到为氧化铁，并非Fe的质量；
故答案为：否；C沉淀为氢氧化铁，经洗涤、烘干、冷却后得到为氧化铁，并非Fe的质量；
（6）电解铝的反应方程式为：2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑，电池反应的化学方程式是：Al+3NiO（OH）+H2O+NaOH=3Ni（OH）2+NaAlO2，
故答案为：2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑；Al+3NiO（OH）+H2O+NaOH=3Ni（OH）2+NaAlO2．

点评 本题探究物质的组成或测量物质的含量及常见金属元素的单质及其化合物的综合应用，题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意熟练掌握常见元素单质及其化合物性质，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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20．下列粒子半径最小的是（　　）
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7．已知室温时，0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是（　　）
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14．pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积的关系如图1所示，回答下列问题：

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A．①②④B．②③⑥C．①③⑤D．②④⑥
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C．c（Na+）═c（HS-）+2c（H2S）+2c（S2-）D．c（OH-）═c（H+）+c（HS-）+c（H2S）

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