Question

已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5％以上。请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在。

资料在线：铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（2Al+2H₂O+2NaOH=

2NaAlO₂+3H₂↑)，铁和铜不与氢氧化钠溶液反应。

可供选择的实验用品：烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁；

稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水。

请你参与并完成以下实验探究过程：

I、提出假设

（1）假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe。

   （2）假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有     ▲     。

   （3）假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu。

II、设计并实施实验方案

（4）基于假设1，不用化学试剂，证明金属铁的存在可用            ▲            。

（5）基于假设2，将混合金属粉末加入足量稀盐酸，你观察到的现象是     ▲      。

（6）基于假设3，请你完成实验操作，描述实验现象。

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	取少许粉末放入大试管中，再滴加     ▲     ，充分反应后，静置，弃去清液得到固体。	固体粉末   ▲    ， 有      ▲      。	仅除去铝
②	再往大试管中加    ▲      ，充分反应。	固体    ▲      ， 溶液    ▲       。	证明含有铁
③	将大试管静置，弃去上层清液，加水，多次洗涤剩余固体	剩余固体呈紫红色	证明含有铜

III、已知该金属粉末的组成为铝、铁和铜

（7）为测定混合金属粉末中铝的质量分数，取20 g该金属粉末，把100 g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下：

加NaOH溶液的次数	第一次	第二次	第三次	…
剩余固体的质量／g	1 6.5	n	9.5	…

①分析以上数据可知，上表中n的值为  ▲    ；

②该金属粉末中Al的质量分数为      ▲   %；

③列式计算：所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少？

Answer 1

（共14分，除（7）③3分外，其余每空均1分）

   （2）Cu（或铜）  （4）磁铁吸引金属粉末，有粉末被吸引，证明含有铁

   （5）金属粉末部分溶解，有气泡生成

   （6）

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	足量（或过量）的NaOH溶液	部分溶解  气泡放出
②	足量（或过量）的稀硫酸（或稀盐酸）	部分溶解并有气泡放出 呈浅绿色

   （7）①13  ②70

③解：20 g该金属粉末中铝的质量为：20g - 6g = 14g…………………………………1分

设氢氧化钠溶液中溶质质量为x.

2Al + 2H₂O + 2NaOH ＝ 2NaAlO₂  + 3H₂↑

54　　      　80

14g 　        x

54/80=14g/x    x=20.7g……………………………………………………………1分

氢氧化钠溶液中溶质质量分数为：20.7g/80g×100% = 25.9%……………………1分

答：氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25.9% 。