Question

【题目】实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生。为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：

（提出猜想）小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳。其他同学认为小雨的猜想是错误的，无需实验验证。理由是______；

（进行实验）利用图I所示的装置分别进行实验：

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到______，则她的猜想错误。

（2）小敏：①用图II所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与______（填“b”或“c“）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。

（得出结论）铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO2），反应的化学方程式为______。

（交流讨论）有同学认为，小敏的实验步骤②中存在安全隐患，理由是______

（拓展提升）Ⅰ.某化学小组在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。他们对所得滤液和滤渣有如下描述：

①滤液中一定含有Zn(NO3)2 ；②滤渣中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn；③若滤液呈蓝色，则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象；④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生，

则滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2。上述四种描述中正确的个数为（______）

A4个 B3个 C2个 D1个

Ⅱ.为测定镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数，先称取混合物10g，放入一干净的烧杯中，然后取一定溶质质量分数的稀硫酸100g，平均分五次加入其中，充分振荡，实验所得数据如下表：

	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸的质量/g	20	20	20	20	20
生成气体的总质量/g	0.12	x	0.36	0.4	y

（l）上表中x=______、y=______．

（2）所用稀硫酸的溶质质量分数为______．（计算结果精确到0.1%）

（3）固体混合物中镁元素的质量分数为________？（第（3）题写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

Answer 1

【答案】根据质量守恒定律，反应物中无碳元素，生成物不可能有二氧化碳 木条不复燃 c 氢气为可燃性气体，点燃之前应该验纯，否则有爆炸的危险 A 0.24 0.4 29.4% 设固体混合物中镁元素的质量为y，则有：

由解得y=4.8g

则固体混合物中硫酸镁的质量为10g-4.8g=5.2g；

则固体混合物中镁元素的质量为

则固体混合物中镁元素的质量分数为

答：固体混合物中镁元素的质量分数为58.4%。

【解析】

探究氢氧化钠溶液与金属铝反应产生的气泡的成分：

提出猜想：小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳。其他同学认为小雨的猜想是错误的，无需实验验证。理由是根据质量守恒定律，反应物中无碳元素，生成物不可能有二氧化碳；

进行实验：

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到木条不复燃，则她的猜想，该气体是氧气错误。

（2）小敏：①用图II所示装置干燥从a导管出来的气体，气体应该长导管进，短导管出，故将管口a与c端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。

得出结论：铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（NaAlO2），反应的化学方程式为。

交流讨论：有同学认为，小敏的实验步骤②中存在安全隐患，理由是氢气为可燃性气体，点燃之前应该验纯，否则有爆炸的危险。

拓展提升：

Ⅰ、在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。锌会先与AgNO3发生置换反应，生成硝酸锌和银，若锌过量，反应完之后继续与Cu(NO3)2反应生成铜和硝酸锌，则有：

①滤液中一定含有Zn(NO3)2 ，说法正确；

②滤渣中一定含有Ag，若锌过量，可能含有Cu和Zn，说法正确；

③若滤液呈蓝色，说明溶液中有铜离子，锌的量不足，滤渣中没有锌，有银，可能有铜，则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象，说法正确；

④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生，说明滤渣中有锌，则原溶液中的AgNO3和Cu(NO3)2完全反应，则滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2，说法正确；

综上所述上述四种描述中正确的个数为4个， A选项正确，符合题意。故选A。

Ⅱ、根据题意和表格中的数据可知，第1次、第2次、第3次气体质量等比例增加，第3次到第4次没有成比例，则第4次加入后完全反应，第5次加入后不再产生气体，与第4次的质量相同，则有：

（l）表中x=0.24、y=0.4；

（2）由题意可知第1次加入20g稀硫酸产生0.12g氢气，设20g稀硫酸中溶质硫酸的质量为x，则有：

由解得x=5.88g

则所用稀硫酸的溶质质量分数为

答：所用稀硫酸的溶质质量分数为29.4%。

（3）设固体混合物中镁元素的质量为y，则有：

由解得y=4.8g

则固体混合物中硫酸镁的质量为10g-4.8g=5.2g；

则固体混合物中镁元素的质量为

则固体混合物中镁元素的质量分数为

答：固体混合物中镁元素的质量分数为58.4%。