Question

金属是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类材料．
已知某金属粉末中除含有Al外还含有一定量的Fe和Cu，为证明Fe和Cu的存在并测定其中Al的质量分数，某化学兴趣小组的同学展开了如下的实验探究．
（查阅资料）Al与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（反应的化学方程式为：2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑），Fe和Cu不与氢氧化钠溶液反应．
①请完成证明金属粉末中存在Fe和Cu的实验设计：

实验操作	实验现象	结论
Ⅰ取少量的金属粉末于试管中，加入足量的________________（填试剂名称）．	_____________．	仅除去铝
Ⅱ将试管静置，弃去上层清液，加入足量的稀硫酸．	_____________．	证明含有铁
Ⅲ将试管静置，弃去上层清液，多次洗涤剩余固体	剩余固体呈紫红色	证明含有铜

②为探究该金属粉末中Al的质量分数，取20g该金属粉末，把100g氢氧化钠溶液平均分成5份依次加入，充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量．实验过程中得到的部分数据与图象如下：

加NaOH溶液的次数	第一次	第二次	第三次	…
剩余固体的质量/g	16.5	n	9.5	…

I．分析以上数据可知上表中n的值为______；
II．该金属粉末中Al的质量分数为______%；
III．列式计算：所用氢氧化钠溶液的溶质质量分数为多少？

Answer

（查阅资料）①I．根据已知：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，加入足量的氢氧化钠溶液，有气泡产生（或固体减少）；
II．加入稀硫酸，如果有气泡产生（或固体减少或产生浅绿色溶液），则证明含有铁；
②I．分析以上数据可知，第一次反应用去固体3.5克固体，第二次，也应反应掉固体3.5可，找出规律，每次减少固体3.5克，所以上表中n的值为13克；
II．有图中可知，剩余物质为杂质为6克，则铝的质量为（20-6）克，则该金属粉末中Al的质量分数；
III．利用化学方程式的进行计算：设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x，正确书写化学方程式，根据已知量和未知量，列比例式，解答，求出氢氧化钠溶液中溶质质量分数．
【解析】
（查阅资料）①I．根据已知：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，加入足量的氢氧化钠溶液，有气泡产生（或固体减少）；
II．加入稀硫酸，如果有气泡产生（或固体减少或产生浅绿色溶液），则证明含有铁；
②I．分析以上数据可知，第一次反应用去3.5克固体，第二次，也应反应掉3.5可，所以上表中n的值为13克；
II．有图中可知，该金属粉末中Al的质量分数为×100%=70%；
故答为：①I．氢氧化钠溶液、有气泡产生（或固体减少）；II．有气泡产生（或固体减少或产生浅绿色溶液）
②I．13；II．70
III．【解析】
设氢氧化钠溶液中溶质质量分数为x
2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
54         80
（20-6）g  80xg
解得x=25.9%
答：氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25.9%
（如氢氧化钠溶液用20g、40g、60g计算时，则铝的质量相应为3.5g、7.0g、10.5g也可）