Question

【題目】實驗中，小紅誤將氫氧化鈉溶液當成酸滴加到金屬鋁中，結果發現也有氣泡產生。為了解該氣體的成分，實驗小組進行了以下探究活動：

（提出猜想）小紅猜想是氧氣；小敏猜想是氫氣；小雨猜想是二氧化碳。其他同學認為小雨的猜想是錯誤的，無需實驗驗證。理由是______；

（進行實驗）利用圖I所示的裝置分別進行實驗：

（1）小紅：反應一段時間后，將帶火星的木條放在a處，觀察到______，則她的猜想錯誤。

（2）小敏：①用圖II所示裝置干燥從a導管出來的氣體，將管口a與______（填“b”或“c“）端管口連接。

②反應一段時間，點燃干燥的氣體，通過對現象的分析，得出他的猜想正確。

（得出結論）鋁、氫氧化鈉和水反應生成氫氣和偏鋁酸鈉（NaAlO2），反應的化學方程式為______。

（交流討論）有同學認為，小敏的實驗步驟②中存在安全隱患，理由是______

（拓展提升）Ⅰ.某化學小組在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定質量的鋅粉，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣。他們對所得濾液和濾渣有如下描述：

①濾液中一定含有Zn(NO3)2 ；②濾渣中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn；③若濾液呈藍色，則向濾渣中滴加稀鹽酸無明顯現象；④若向濾渣中滴加稀鹽酸有氣泡產生，

則濾液中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2。上述四種描述中正確的個數為（______）

A4個 B3個 C2個 D1個

Ⅱ.為測定鎂和硫酸鎂固體混合物中鎂元素的質量分數，先稱取混合物10g，放入一干凈的燒杯中，然后取一定溶質質量分數的稀硫酸100g，平均分五次加入其中，充分振蕩，實驗所得數據如下表：

	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸的質量/g	20	20	20	20	20
生成氣體的總質量/g	0.12	x	0.36	0.4	y

（l）上表中x=______、y=______．

（2）所用稀硫酸的溶質質量分數為______．（計算結果精確到0.1%）

（3）固體混合物中鎂元素的質量分數為________？（第（3）題寫出計算過程，計算結果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】根據質量守恒定律，反應物中無碳元素，生成物不可能有二氧化碳 木條不復燃 c 氫氣為可燃性氣體，點燃之前應該驗純，否則有爆炸的危險 A 0.24 0.4 29.4% 設固體混合物中鎂元素的質量為y，則有：

由解得y=4.8g

則固體混合物中硫酸鎂的質量為10g-4.8g=5.2g；

則固體混合物中鎂元素的質量為

則固體混合物中鎂元素的質量分數為

答：固體混合物中鎂元素的質量分數為58.4%。

【解析】

探究氫氧化鈉溶液與金屬鋁反應產生的氣泡的成分：

提出猜想：小紅猜想是氧氣；小敏猜想是氫氣；小雨猜想是二氧化碳。其他同學認為小雨的猜想是錯誤的，無需實驗驗證。理由是根據質量守恒定律，反應物中無碳元素，生成物不可能有二氧化碳；

進行實驗：

（1）小紅：反應一段時間后，將帶火星的木條放在a處，觀察到木條不復燃，則她的猜想，該氣體是氧氣錯誤。

（2）小敏：①用圖II所示裝置干燥從a導管出來的氣體，氣體應該長導管進，短導管出，故將管口a與c端管口連接。

②反應一段時間，點燃干燥的氣體，通過對現象的分析，得出他的猜想正確。

得出結論：鋁、氫氧化鈉和水反應生成氫氣和偏鋁酸鈉（NaAlO2），反應的化學方程式為。

交流討論：有同學認為，小敏的實驗步驟②中存在安全隱患，理由是氫氣為可燃性氣體，點燃之前應該驗純，否則有爆炸的危險。

拓展提升：

Ⅰ、在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定質量的鋅粉，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣。鋅會先與AgNO3發生置換反應，生成硝酸鋅和銀，若鋅過量，反應完之后繼續與Cu(NO3)2反應生成銅和硝酸鋅，則有：

①濾液中一定含有Zn(NO3)2 ，說法正確；

②濾渣中一定含有Ag，若鋅過量，可能含有Cu和Zn，說法正確；

③若濾液呈藍色，說明溶液中有銅離子，鋅的量不足，濾渣中沒有鋅，有銀，可能有銅，則向濾渣中滴加稀鹽酸無明顯現象，說法正確；

④若向濾渣中滴加稀鹽酸有氣泡產生，說明濾渣中有鋅，則原溶液中的AgNO3和Cu(NO3)2完全反應，則濾液中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2，說法正確；

綜上所述上述四種描述中正確的個數為4個， A選項正確，符合題意。故選A。

Ⅱ、根據題意和表格中的數據可知，第1次、第2次、第3次氣體質量等比例增加，第3次到第4次沒有成比例，則第4次加入后完全反應，第5次加入后不再產生氣體，與第4次的質量相同，則有：

（l）表中x=0.24、y=0.4；

（2）由題意可知第1次加入20g稀硫酸產生0.12g氫氣，設20g稀硫酸中溶質硫酸的質量為x，則有：

由解得x=5.88g

則所用稀硫酸的溶質質量分數為

答：所用稀硫酸的溶質質量分數為29.4%。

（3）設固體混合物中鎂元素的質量為y，則有：

由解得y=4.8g

則固體混合物中硫酸鎂的質量為10g-4.8g=5.2g；

則固體混合物中鎂元素的質量為

則固體混合物中鎂元素的質量分數為

答：固體混合物中鎂元素的質量分數為58.4%。