已知某混合金属粉末,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。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;
(2)设计实验方案
基于假设3,设计出实验方案。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
【答案】
(1)Cu;Fe(顺序可交换)
(3)① 用药匙取少许样品,加入试管A中,再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中,充分反应后,静置,弃去上层清液,剩余固体备用 样品部分溶解,并有气体放出
② 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸,充分反应后,静置。取上层清液于试管B中,剩余固体备用 固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含铁
③ 往试管B中加入少许稀硝酸,再滴加KSCN溶液 溶液先变黄色,加KSCN后显血红色,结合②可知,一定含铁
④ 往②剩余固体中加入稀硝酸,再滴加NaOH溶液 固体溶解,有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色,溶液显蓝色,加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生,一定含铜。
【解析】本题考查学生对元素化合物性质的掌握及实验室常用仪器的主要用途和使用方法的了解。要证明混合金属粉末中除铝外还有Fe、Cu。先加入过量NaOH除去铝,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,然后加入过量稀H2SO4除去NaOH溶液,溶液呈浅绿色,Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,然后再滴加少量稀HNO3及KSCN溶液,若变红色说明一定含Fe。剩余固体中加入过量稀HNO3,有无色气体生成,在试管口又变成红棕色,在溶液中加入NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,说明一定含铜。