Question

已知某混合金属粉末中除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5％以上。请设计实验探究该粉末中铁、铜的存在。

资料在线：铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气

（2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑)，铁和铜不与氢氧化钠溶液反应。

可供选择的实验用品：烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁；稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水。

请你参与并完成以下实验探究过程：

Ⅰ、提出假设　　  假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe。

 　　　　　　　　 假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有               _________。

 　　　　　　　　 假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu。

Ⅱ、设计并实施实验方案

(1)基于假设1，不用化学试剂，证明金属铁的存在可用                              ____________                                               。

(2)基于假设2，将混合金属粉末加入足量稀盐酸，你观察到的现象是                             

         _____________，反应的化学方程式为                                      ___________。

(3)基于假设3，请你完成实验操作，描述实验现象。

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	取少许粉末放入大试管中，再用滴管滴加                 ，充分反应后，静置，弃去清液得到 固体。	固体粉末         ， 并有              。	仅除去铝
②	再往大试管中加              ，充分反应。	固体                           ， 溶液              。	证明含有铁
③	将大试管静置，弃去上层清液，加水，多次洗涤剩余固体	剩余固体呈紫红色	证明含有铜

Ⅲ、已知该金属粉末的组成为铝和铁、铝和铜两种情况。

（1）为测定混合金属粉末中铝的质量分数，将5.6 g的金属粉末中加入100 g某溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应，并产生a g氢气，则下列说法正确的是  (  　   )       

A．当粉末为Al 、Fe时，a可能为0.2 g

B．当粉末为Al、Cu时，反应完全后，生成物的溶液里一定含有Al₂(SO₄)₃和CuSO₄

C．当粉末为Al、Cu时，若a为0.3g，则该种粉末中含铝的质量分数小于50％

D．当粉末为Al、Fe时，所需稀硫酸溶质质量分数一定大于9.8％

（2）若5.6 g粉末为铝和铜，加入97.6 g足量的稀硫酸，完全反应生成氢气0.3 g，求所得Al₂(SO₄)₃溶液质量分数（Al₂(SO₄)₃相对分子质量为342，要求有计算过程。

Answer 1

Ⅰ、Cu（或铜）（1分）

Ⅱ、设计并实施实验方案

(1)用磁铁吸引金属粉末，有粉末被吸附，证明含有铁（每个要点1分，共2分）

(2)有气泡生成，剩余部分固体（1分），2Al+6HCl====2AlCl₃+3H₂↑(1分)

(3)（共6分）

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	用药匙取少许粉末放入大试管中，再用滴管滴加足（或过）量的NaOH溶液，充分反应后，静置，弃去清液得到固体（共1分）	粉末部分溶解，并有气泡放出（共2分）	仅除去铝
②	往大试管中加足（或过）量的稀硫酸（或稀盐酸），充分反应（共1分）	固体部分溶解，并有气泡放出，溶液呈浅绿色（共2分）	证明含有铁

Ⅲ、（1）（2分）( ＣＤ  )  （错选、多选均不给分，漏选给1分）

  （2）（3分）解：设铝的质量为x，Al₂(SO₄)₃的质量为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，求错1个不得分）

Al₂(SO₄)₃%= （1分）