Question

7．已知某種鑄造鋼軌的金屬粉末原料中可能含有鐵、錳、銅三種金屬中的兩種或三種，化學小組的同學對該粉末進行探究．
（1）提出猜想：
猜想一：該粉末由銅、錳組成；  猜想二：該粉末由鐵、錳組成；
猜想三：該粉末由鐵、錳、銅組成；猜想四：該粉末由鐵和銅組成．
（2）查閱資料：金屬錳不能被磁鐵所吸引，錳和FeSO ₄溶液可以發(fā)生置換反應，Mn元素在生成物中顯+2價，生成物的溶液為淺粉色．
（3）進行實驗：

實驗目的	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①證明粉末中是否含有銅	取一個小燒杯，加入適量的粉末，再向其中加入足量的稀鹽酸或稀硫酸．	有少量紅色粉末不能溶解．
②證明粉末中是否含有錳	取5.5克粉末放入燒杯，再向其中加入適量的硫酸亞鐵溶液，反應完全后過濾、干燥，稱量固體為5.52克．	綠色溶液變?yōu)闇\粉色．
③證明粉末中是否含有鐵	另取5.5克粉末，用磁鐵充分吸引（用物理方法）， 稱量剩余金屬粉末為1.12克．	有大量黑色粉末被磁鐵吸引．

（4）初步結論：猜想三成立；實驗①中發(fā)生反應的化學方程式為Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Mn+2HCl=MnCl₂+H₂↑．
（5）數(shù)據(jù)處理：試計算粉末原料中任意一種金屬所占的質(zhì)量分數(shù)（用金屬名稱和百分數(shù)表示，結果保留一位小數(shù)）錳20%、鐵79.6%、銅0.4%．

Answer 1

分析 【提出猜想】根據(jù)三種金屬的組合對照已有的猜想可知進行分析；
【進行實驗】錳和鐵會與酸反應，銅不會與酸反應，錳與硫酸亞鐵溶液反應，鐵可與磁鐵吸引進行分析；
初步結論：根據(jù)從銅鐵錳進行的實驗現(xiàn)象進行分析．

解答 解：（1）從三種金屬的組合對照已有的猜想可知，缺少鐵和銅的組合，故答案為：鐵和銅；
（3）鐵和錳都能與酸反應，而銅不與酸反應，有紅色粉末不溶解，說明物質(zhì)中有銅．取5.5克粉末放入燒杯，再向其中加入適量的硫酸亞鐵溶液，反應完全后過濾、干燥，稱量固體為5.52克．反應前后固體質(zhì)量增加了，只有錳能置換出硫酸亞鐵中的鐵，故粉末中一定有錳，看到的現(xiàn)象為淺綠色溶液變?yōu)闇\粉色．鐵能被磁鐵吸引，取5.5克粉末，用磁鐵充分吸引，稱量剩余金屬粉末為1.12克．說明物質(zhì)中含有鐵．
（4）初步結論：由以上實驗可以得出物質(zhì)中含有錳、鐵、銅三種物質(zhì)，與酸反應的化學方程式為：
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑ Mn+2HCl═MnCl₂+H₂↑
（5）根據(jù)數(shù)據(jù)，總物質(zhì)質(zhì)量為：5.5g，其中鐵粉5.5g-1.12g=4.38g，所以鐵的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{4.38g}{5.5g}$×100%=79.6%．設粉末中Mn的質(zhì)量為x，則
Mn+FeCl₂=Fe+MnCl₂△m
55       56                   1
x                  5.52g-5.5g=0.02g
$\frac{55}{1}=\frac{x}{0.02g}$
解得x=1.1g
所以錳的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{1.1g}{5.5g}$×100%=20%，銅的質(zhì)量分數(shù)=1-79.6%-20%=0.4%
故答案為：
（1）鐵和銅；
（3）

實驗目的	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①證明粉末中是否含有銅	取一個小燒杯，加入適量的粉末，再向其中加入足量的 稀鹽酸或稀硫酸．	有少量紅色粉末不能溶解．
②證明粉末中是否含有 錳	取5.5克粉末放入燒杯，再向其中加入適量的硫酸亞鐵溶液，反應完全后過濾、干燥，稱量固體為5.52克．	綠色溶液變?yōu)闇\粉色．
③證明粉末中是否含有鐵	另取5.5克粉末，用磁鐵充分吸引（用物理方法）， 稱量剩余金屬粉末為1.12克．	有大量黑色粉末被磁鐵吸引．

（4）三；Fe+2HCl=FeCl ₂+H ₂↑，Mn+2HCl=MnCl ₂+H ₂↑；
（5）錳 20%、鐵 79.6%、銅 0.4%．

點評 在解此類題時，首先分析題中的反應原理，然后結合題中所給的知識和學過的知識進行分析解答．