Question

15．已知某金屬粉末中除含有Al外還含有一定量的Fe，為測定金屬的含量，某化學興趣小組的同學展開了如下的實驗探究．
小資料：Al與氫氧化鈉溶液反應生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣（反應的化學方程式為：
2Al+2H₂O+2NaOH═2NaAlO₂+3H₂↑，F(xiàn)e不與氫氧化鈉溶液反應）．
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，充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量．實驗過程中得到的部分數(shù)據(jù)如下：

加NaOH溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固體的質(zhì)量/g	16.4	12.8	9.2	6	m

（1）第四次加入NaOH后，溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（2）Fe的質(zhì)量分數(shù)為30%；
（3）第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成多少克氫氣？所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？（精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應用去固體3.6g固體，第二次，也應反應掉固體3.6g，找出規(guī)律，每次減少固體3.6g，第四次減少不是3.6g，意味著鋁全部參加反應；
（2）由圖中可知，剩余物質(zhì)鐵為6g，據(jù)此求出該金屬粉末中鐵的質(zhì)量分數(shù)；
（3）利用化學方程式的進行計算出生成氫氣的質(zhì)量以及氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）分析以上數(shù)據(jù)可知，第一次反應用去固體3.6g固體，第二次，也應反應掉固體3.6g，找出規(guī)律，每次減少固體3.6g，第四次減少不是3.6g，意味著鋁全部參加反應，且此時氫氧化鈉剩余，故溶液中的溶質(zhì)是剩余的氫氧化鈉和生成的偏鋁酸鈉，故填：氫氧化鈉和偏鋁酸鈉；
（2）剩余物質(zhì)鐵的質(zhì)量為6g，故鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{6g}{20g}×100%=30%$，故填：30%；
（3）設第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成氫氣的質(zhì)量為x，所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量為y
 2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑
 54                80                        6
10.8g             y                         x
$\frac{54}{10.8g}=\frac{80}{y}=\frac{6}{x}$
x=1.2g
y=16g
所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{16g}{60g}×100%≈26.7%$
答：第三次加入氫氧化鈉溶液后，共生成1.2g氫氣，所用氫氧化鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，26.7%．

點評 本題主要考查了金屬的化學性質(zhì)和金屬活動性順序及其應用，掌握有關溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算和根據(jù)化學方程式的計算．