Question

9．某鐵粉樣品（含有雜質(zhì)鋁或銅中的一種）5.6克，與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生0.21克氫氣，則該樣品的組成為Fe、Al，將一定量的該樣品加入到硝酸鎂和硝酸銀的混合溶液中，待反應(yīng)結(jié)束后過濾，在殘渣中加入適量的稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定含有的溶質(zhì)是Mg（NO₃）₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計算出5.6g純鐵能生成0.2g氫氣．由于0.2g＜0.21g，說明不純的鐵中所含的雜質(zhì)能與鹽酸反應(yīng)且能產(chǎn)生氫氣，而且等質(zhì)量的鐵和所含雜質(zhì)相比，雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣多．
（2）在金屬活動性順序中，只有前面的金屬可以把排在它后面的金屬從鹽溶液中置換出來，鉀、鈣、鈉除外．結(jié)合四種金屬活動性強弱關(guān)系鎂＞鋅＞鐵＞氫＞銀，鋅先和硝酸銀反應(yīng)，然后鐵和硝酸銀反應(yīng)，鋅和鐵都不能和硝酸鎂反應(yīng)，向濾渣中加入稀鹽酸，看到有氣泡冒出，說明有排在氫前面的金屬剩余，據(jù)此分析．

解答 解：（1）由于銅在金屬活動順序表中排在氫的后面，不能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故雜質(zhì)不含有銅；
由于鐵、鋁的相對原子質(zhì)量與化合價的比由小到大的順序是：鋁＜鐵．
因此等質(zhì)量的鐵、鋁與鹽酸反應(yīng)時產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量由多到少的順序是：鋁＞鐵．
設(shè)5.6g純鐵與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56            2
5.6g          x
則$\frac{56}{2}=\frac{5.6g}{x}$，解得：x=0.2g＜0.21g
說明等質(zhì)量的含雜質(zhì)的鐵與鹽酸反應(yīng)時產(chǎn)生的氫氣多，由于在給定金屬中能夠得到較多氫氣的是鋁，所以可以判定雜質(zhì)為鋁．
（2）四種金屬活動性強弱關(guān)系鎂＞鋁＞鐵＞氫＞銀，鋁先和硝酸銀反應(yīng)，然后鐵和硝酸銀反應(yīng)，鋁和鐵都不能和硝酸鎂反應(yīng)，向濾渣中加入稀鹽酸，看到有氣泡冒出，說明有排在氫前面的金屬剩余，則該金屬一定含有鐵，可能含有鋁，此外濾渣中一定含有置換出的銀；濾液中一定含有沒參加反應(yīng)的硝酸鎂，有鋁和硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鋁，鐵可能參加反應(yīng)，硝酸銀可能完全反應(yīng)，因此可能含有硝酸亞鐵、硝酸銀；
故答案為：
 Fe、Al，Mg（NO₃）₂．

點評 本題難度較大，主要考查了對金屬活動性順序的應(yīng)用，活動性強的金屬放入活動性弱的金屬的混合鹽溶液中，活動性強的金屬會先把活動性最弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，然后再置換活動性較弱的金屬，能夠培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力．