Question

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。請設計實驗探究該粉末中鐵、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。

可供選擇的實驗用品：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。

請你參與并完成以下實驗探究過程：

Ⅰ、提出假設　　  假設1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe。

 　　　　　　　　 假設2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有               _________。

 　　　　　　　　 假設3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu。

Ⅱ、設計并實施實驗方案

(1)基于假設1，不用化學試劑，證明金屬鐵的存在可用                              ____________                                               。

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

         _____________，反應的化學方程式為                                      ___________。

(3)基于假設3，請你完成實驗操作，描述實驗現象。

實驗步驟	實驗操作（說明儀器和試劑）	實驗現象	結論
①	取少許粉末放入大試管中，再用滴管滴加                 ，充分反應后，靜置，棄去清液得到 固體。	固體粉末         ， 并有              。	僅除去鋁
②	再往大試管中加              ，充分反應。	固體                           ， 溶液              。	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和鐵、鋁和銅兩種情況。

（1）為測定混合金屬粉末中鋁的質量分數，將5.6 g的金屬粉末中加入100 g某溶質質量分數的稀硫酸，恰好完全反應，并產生a g氫氣，則下列說法正確的是  (  　   )       

A．當粉末為Al 、Fe時，a可能為0.2 g

B．當粉末為Al、Cu時，反應完全后，生成物的溶液里一定含有Al₂(SO₄)₃和CuSO₄

C．當粉末為Al、Cu時，若a為0.3g，則該種粉末中含鋁的質量分數小于50％

D．當粉末為Al、Fe時，所需稀硫酸溶質質量分數一定大于9.8％

（2）若5.6 g粉末為鋁和銅，加入97.6 g足量的稀硫酸，完全反應生成氫氣0.3 g，求所得Al₂(SO₄)₃溶液質量分數（Al₂(SO₄)₃相對分子質量為342，要求有計算過程。

Answer 1

Ⅰ、Cu（或銅）（1分）

Ⅱ、設計并實施實驗方案

(1)用磁鐵吸引金屬粉末，有粉末被吸附，證明含有鐵（每個要點1分，共2分）

(2)有氣泡生成，剩余部分固體（1分），2Al+6HCl====2AlCl₃+3H₂↑(1分)

(3)（共6分）

實驗步驟	實驗操作（說明儀器和試劑）	實驗現象	結論
①	用藥匙取少許粉末放入大試管中，再用滴管滴加足（或過）量的NaOH溶液，充分反應后，靜置，棄去清液得到固體（共1分）	粉末部分溶解，并有氣泡放出（共2分）	僅除去鋁
②	往大試管中加足（或過）量的稀硫酸（或稀鹽酸），充分反應（共1分）	固體部分溶解，并有氣泡放出，溶液呈淺綠色（共2分）	證明含有鐵

Ⅲ、（1）（2分）( ＣＤ  )  （錯選、多選均不給分，漏選給1分）

  （2）（3分）解：設鋁的質量為x，Al₂(SO₄)₃的質量為y。

2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑ (1分)

             54           342      6

             x             y       0.3 g

              x =2.7 g             y=17.1 g   （共1分，求錯1個不得分）

Al₂(SO₄)₃%= （1分）