Question

（2013?港北區(qū)二模）已知某混合金屬粉末中除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該粉末中鐵、銅的存在．
資料在線：
鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣（2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑），鐵和銅不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
可供選擇的實(shí)驗(yàn)用品：燒杯、大試管、量筒、滴管、燃燒匙、藥匙、磁鐵；稀硫酸、稀鹽酸、Na0H溶液、氨水．
請(qǐng)你參與并完成以下實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程：
I、提出假設(shè)
（1）假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe．
（2）假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有

Cu（或銅）

．
（3）假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu．
II、設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案
（4）基于假設(shè)1，不用化學(xué)試劑，證明金屬鐵的存在可用

磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸引，證明含有鐵

．
（5）基于假設(shè)2，將混合金屬粉末加入足量稀鹽酸，你觀察到的現(xiàn)象是

金屬粉末部分溶解，有氣泡生成

．
（6）基于假設(shè)3，請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn)操作，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作（說(shuō)明儀器和試劑）	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	取少許粉末放入大試管中，再滴加 足量（或過(guò)量）的NaOH溶液 ，充分反應(yīng)后，靜置，棄去清液得到固體．	固體粉末 部分溶解 ， 有 氣泡放出 ．	僅除去鋁
②	再往大試管中加 足量（或過(guò)量）的稀硫酸（或稀鹽酸） ，充分反應(yīng)．	固體 部分溶解并有氣泡放出 ， 溶液 呈淺綠色 ．	證明含有鐵
③	將大試管靜置，棄去上層清液，加水，多次洗滌剩余固體	剩余固體呈紫紅色	證明含有銅

III、已知該金屬粉末的組成為鋁、鐵和銅
（7）為測(cè)定混合金屬粉末中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取20g該金屬粉末，把100g氫氧化鈉溶液平均分成5份依次加入，充分反應(yīng)后，過(guò)濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)與圖象如下：

加NaOH溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	…
剩余固體的質(zhì)量/g	1 6.5	n	9.5	…

①分析以上數(shù)據(jù)可知，上表中n的值為

13

；
②該金屬粉末中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

70

%；
③列式計(jì)算：所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析：通過(guò)查閱資料可知：假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe；假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有銅；假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu；在假設(shè)1中，不用化學(xué)試劑，證明金屬鐵的存在可用：磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸引，證明含有鐵；基于假設(shè)2，將混合金屬粉末加入足量稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是：金屬粉末部分溶解，有氣泡生成；因?yàn)橹挥薪饘黉X反應(yīng)，銅不反應(yīng)；在假設(shè)3中，取少許粉末放入大試管中，再滴加足量（或過(guò)量）的NaOH溶液，現(xiàn)象是固體粉末部分溶解，并有氣泡放出，此步驟中除去了鋁；再往大試管中加足量（或過(guò)量）的稀硫酸（或稀鹽酸），固體部分溶解并有氣泡放出，溶液呈淺綠色，證明有鐵；多次洗滌剩余固體，剩余固體呈紫紅色，證明含有銅．根據(jù)表格的信息和圖象可知：每加20g氫氧化鈉溶液就會(huì)消耗掉3.5g鋁，因此n=13g，鋁的質(zhì)量=20g-6g=14g；鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

14g

20g

×100%=70%．

解答：解：（2）假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe；假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有銅；假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu；故答案為：Cu（或銅）  
（4）在假設(shè)1中，不用化學(xué)試劑，證明金屬鐵的存在可用：磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸引，證明含有鐵；故答案為：磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸引，證明含有鐵
（5）基于假設(shè)2，將混合金屬粉末加入足量稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是：金屬粉末部分溶解，有氣泡生成；因?yàn)橹挥薪饘黉X反應(yīng)，銅不反應(yīng)；故答案為：金屬粉末部分溶解，有氣泡生成
（6）在假設(shè)3中，取少許粉末放入大試管中，再滴加足量（或過(guò)量）的NaOH溶液，現(xiàn)象是固體粉末部分溶解，并有氣泡放出，此步驟中除去了鋁；再往大試管中加足量（或過(guò)量）的稀硫酸（或稀鹽酸），固體部分溶解并有氣泡放出，溶液呈淺綠色，證明有鐵；多次洗滌剩余固體，剩余固體呈紫紅色，證明含有銅．故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作（說(shuō)明儀器和試劑）	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①	足量（或過(guò)量）的NaOH溶液	部分溶解  氣泡放出
②	足量（或過(guò)量）的稀硫酸（或稀鹽酸）	部分溶解并有氣泡放出 呈淺綠色

（7）根據(jù)表格的信息和圖象可知：每加20g氫氧化鈉溶液就會(huì)消耗掉3.5g鋁，因此n=13g，鋁的質(zhì)量=20g-6g=14g；鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

14g

20g

×100%=70%，故答案為：①13  ②70
③解：20 g該金屬粉末中鋁的質(zhì)量為：20g-6g=14g
設(shè)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為x．
2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
54　　   　80
14g 　     x
   

54

80

=

14g

x

    x≈20.7g
氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

20.7g

80g

×100%≈25.9%
答：氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.9%．
故答案為：25.9%．

點(diǎn)評(píng)：本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，本考點(diǎn)既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)和有關(guān)的計(jì)算，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．