Question

某鋁合金中含有鋁、鎂、銅、硅．為了測定該合金中鋁的含量，現(xiàn)設(shè)計了如下實驗：

已知：Si+2NaOH=Na₂ Si O₃+H₂↑，H₂Si O₃是不溶于水的弱酸．
（1）固體A的成分是：

 

，溶液M中的陰離子有：

 

（2）步驟③中生成沉淀的離子方程式為：

 

（3）步驟④中，用到的儀器有三腳架、酒精燈以及

 

（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)，會使測定結(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
C．第④步中的沉淀未用蒸餾水洗滌     
D．第④步對沉淀灼燒不充分．

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：鋁合金的主要成分為鋁、鎂、銅、硅加入過量氫氧化鈉溶液過濾，固體A為Mg、Cu，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過量氨水過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，溶液M中的陰離子為過量的氫氧根離子，偏鋁酸根離子和硅酸根離子；
（2）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）灼燒固體的實驗在坩堝中進(jìn)行，需要的儀器有酒精燈、坩堝、泥三角、鐵三角、坩堝鉗等；
（4）分析可知固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計算；
（5）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁為全部溶解，測定結(jié)果偏低；          
B．第②步中加入鹽酸不足時，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，氯化鈉對測定結(jié)果固體C質(zhì)量增大； 
D．第④步對沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大．

解答： 解：鋁合金的主要成分為鋁、鎂、銅、硅加入過量氫氧化鈉溶液過濾，固體A為Mg、Cu，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過量氨水過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，溶液M中的陰離子為過量的氫氧根離子，偏鋁酸根離子和硅酸根離子，AlO₂^-，SiO₃^2-，OH^-；
故答案為：Mg、Cu，AlO₂^-，SiO₃^2-，OH^-；
（2）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：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）步驟④中，用到的儀器有三腳架、酒精燈以及坩堝、泥三角、坩堝鉗；
故答案為：坩堝、泥三角、坩堝鉗；
（4）分析可知bg固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計算，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

bg 102g/mol ×27gmol

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，測定結(jié)果偏低，故A不符合；          
B．第②步中加入鹽酸不足時，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，氯化鈉對測定結(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；

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗測定過程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，實驗基本操作的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．