Question

2．有一種固體混合物粉末，經(jīng)檢驗含F(xiàn)e、Al、Si、C四種單質(zhì)，某同學為進一步分析各組分的含量，進行了如下實驗：
（1）取樣品100g加足量稀鹽酸，充分反應后，收集到氫氣3.8g，殘余固體質(zhì)量為27.8g；
（2）另取樣品100g加足量氫氧化鈉溶液，充分反應后，收集到氫氣3.8g，殘余固體質(zhì)量為69.8g．
已知：Al、Si與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑        Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑
求：混合物中Fe、Al、Si的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 稀鹽酸和鋁反應生成氯化鋁和氫氣，和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，根據(jù)反應的化學方程式及其提供的是就可以進行相關(guān)方面的計算．

解答 解：殘余固體是Si和C的質(zhì)量，則鐵和鋁質(zhì)量為：100g-27.8g=72.2g，設鐵質(zhì)量為x，和稀鹽酸反應生成氫氣質(zhì)量為y，則鋁質(zhì)量為：72.2g-x
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56                      2
x                       y
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑，
54                           6
72.2g-x               3.8g-y
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{y}$，$\frac{54}{72.2g-x}$=$\frac{6}{3.8g-y}$，
x=56g，y=2g，
鐵、鋁和稀鹽酸反應生成3.8g氫氣，鋁、硅和氫氧化鈉溶液反應生成3.8g氫氣，說明鐵和稀鹽酸反應生成的氫氣和硅和氫氧化鈉溶液發(fā)反應生成的氫氣質(zhì)量相等，由
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56                      2
Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，
28                                      4
可知，當生成氫氣質(zhì)量相等時，鐵的質(zhì)量是硅質(zhì)量的4倍，因此硅質(zhì)量為：56g÷4=14g，
混合物中Fe、Al、Si的質(zhì)量分數(shù)分別為：$\frac{56g}{100g}$×100%=56%，$\frac{2g}{100g}$×100%=2%，$\frac{14g}{100g}$×100%=14%，
答：混合物中Fe、Al、Si的質(zhì)量分數(shù)分別為56%、2%、14%．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．