Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定某品牌合金中鋁的含量，現(xiàn)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)：已知：
（1）該鋁合金的主要成分為鋁、鎂、銅、硅．
（2）常溫下，硅能和NaOH發(fā)生反應(yīng)：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）固體A的成分是

 

；
（2）生成固體B的離子方程式為

 

；步驟③中生成沉淀的離子方程式為

 

；
（3）檢驗(yàn)步驟③中沉淀是否洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為

 

；
（4）該樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

；（用a、b表示）
（5）下列因操作不當(dāng)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏大的是

 

；
A．第①步中加入NaOH溶液不足           B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌          D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：鋁合金的主要成分為鋁、鎂、銅、硅加入過(guò)量氫氧化鈉溶液過(guò)濾，固體A為Mg、Cu，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過(guò)量鹽酸反應(yīng)過(guò)濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過(guò)量氨水過(guò)濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀灼燒得到固體C為Al₂O₃；
（1）依據(jù)上述分析可知固體A為Mg、Cu，；
（2）B為硅酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀得 反應(yīng)，步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)；
（3）沉淀表面沾有氯化銨溶液，檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明；
（4）分析可知固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計(jì)算；
（5）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁為全部溶解，測(cè)定結(jié)果偏低；          
B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)，生成的偏鋁酸鈉為全部反應(yīng)導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減小，結(jié)果偏低；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉對(duì)測(cè)定結(jié)果固體C質(zhì)量增大； 
D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大．

解答： 鋁合金的主要成分為鋁、鎂、銅、硅加入過(guò)量氫氧化鈉溶液過(guò)濾，固體A為Mg、Cu，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過(guò)量鹽酸反應(yīng)過(guò)濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過(guò)量氨水過(guò)濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀灼燒得到固體C為Al₂O₃；
（1）依據(jù)上述分析可知固體A為Mg、Cu；
故答案為：Mg、Cu；
（2）B為硅酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀的反應(yīng)，離子方程式為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)，離子方程式為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）沉淀表面沾有氯化銨、氯化鈉溶液，檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明，取最后一次洗滌液，加入AgNO₃溶液，如產(chǎn)生白色沉淀，則沒(méi)有洗滌干凈；反之則洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液，加入AgNO₃溶液，如產(chǎn)生白色沉淀，則沒(méi)有洗滌干凈；反之則洗滌干凈；
（4）分析可知bg固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計(jì)算，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

bg 102g/mol ×2×27g/mol

ag

×100%=

9b

17a

×100%；
故答案為：

9b

17a

×100%；
（5）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁為全部溶解，測(cè)定結(jié)果偏低，故A不符合；          
B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)，生成的偏鋁酸鈉為全部反應(yīng)導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減小，結(jié)果偏低，故B不符合；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉對(duì)測(cè)定結(jié)果固體C質(zhì)量增大，鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故C正確； 
D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大，鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，故D正確；
故答案為：C D；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)基本操作的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．