Question

聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種高效凈水劑，其組成可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]．為檢測PAFC中Al的含量，采用如圖1所示流程．

（1）PAFC中鐵元素的化合價為

 

．
（2）溶液A中含鋁元素的溶質(zhì)是

 

，它屬于

 

（填“酸”、“堿”、“鹽”）．
（3）如圖2所示，過濾操作中的一處錯誤是

 

．
（4）物質(zhì)B可能是下列試劑中的

 

（填代號）．
a．NH₃           b．CO₂c．NaOH溶液     d．HNO₃溶液
判斷流程中沉淀C是否洗凈的方法是

 

（描述操作、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（5）PAFC中A1元素的質(zhì)量分數(shù)為

 

（用含有a、b的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：為檢測PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳氣體分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（1）依據(jù)元素化合價代數(shù)和為0計算鐵元素化合價；
（2）步驟中的試劑為過量氫氧化鈉溶液，溶液A中鋁元素的溶質(zhì)為偏鋁酸鈉，屬于鹽；
（3）依據(jù)過濾裝置和操作分析判斷，漏斗下端尖嘴應(yīng)貼緊燒杯內(nèi)壁；
（4）試劑B是和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸和強堿，據(jù)此分析試劑B；反應(yīng)為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀；沉淀洗滌是否干凈可以設(shè)計實驗檢驗最后一次洗滌液中是否含有氯離子，設(shè)計實驗驗證；
（5）依據(jù)元素守恒計算PAFC中A1元素的質(zhì)量分數(shù)；

解答： 解：為檢測PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳氣體分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（1）設(shè)鐵化合價是x，聚合氯化鋁鐵可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，由此合物內(nèi)化合價和為0得：3+x-n-（6-n）=0；
x=3，所以PAFC中鐵元素的化合價為+3；
故答案為：+3；
（2）步驟中的試劑為過量氫氧化鈉溶液，溶液A中鋁元素的溶質(zhì)為偏鋁酸鈉，屬于鹽；
故答案為：NaAlO₂，鹽；
（3）依據(jù)過濾裝置和操作分析判斷，裝置圖中漏斗下端尖嘴應(yīng)貼緊燒杯內(nèi)壁；
故答案為：漏斗下端尖嘴未貼緊燒杯內(nèi)壁；
（4）試劑B是和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸和強堿，據(jù)此分析試劑B為：偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；沉淀洗滌是否干凈可以設(shè)計實驗檢驗最后一次洗滌液中是否含有氯離子，設(shè)計實驗驗證；
取最后的洗滌液少許置于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，沉淀已洗滌干凈，反之未洗滌干凈；
故答案為：b、取最后的洗滌液少許置于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，沉淀已洗滌干凈，反之未洗滌干凈；
（5）依據(jù)元素守恒計算PAFC中A1元素的質(zhì)量分數(shù)，得到氧化鋁質(zhì)量為bg，則PAFC中A1元素的質(zhì)量分數(shù)=

bg 102g/mol ×2×27g/mol

ag

×100%=

9b

17a

×100%；
故答案為：

9b

17a

×100%；

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究，物質(zhì)分離的方法和實驗步驟分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握流程分析方法和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．