Question

某鋁合金（硬鋁）中含有鋁、鎂、銅、硅，為了測(cè)定該合金中鋁的含量，有人設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)：（已知：硅不與鹽酸和水反應(yīng)）

（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①的試劑X應(yīng)選擇______ （填“NaOH溶液”“鹽酸”“FeCl₃溶液”）；步驟②的操作是______，得到固體Ⅱ反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____．
（2）固體Ⅲ的化學(xué)式為_(kāi)_____；步驟④反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____．
（3）該鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______．
（4）步驟④中的沉淀沒(méi)有用蒸餾水洗滌時(shí)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果______（填“偏高”“偏低”“不影響”）．

Answer 1

解：（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉(zhuǎn)化為鹽溶液，除去不溶的Cu、Si，步驟①的試劑X不能與Cu、Si，NaOH溶液與Si反應(yīng)，F(xiàn)eCl₃溶液與Cu反應(yīng)，故試劑X應(yīng)選擇鹽酸；
由流程圖可知，步驟②是將鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)行固液分離，應(yīng)是過(guò)濾；
固體沉淀Ⅱ是氫氧化鎂，鎂離子與氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
故答案為：鹽酸；過(guò)濾；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（2）由流程圖可知，步驟②的溶液中，通入二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱灼燒氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁與水，反應(yīng)方程式為2Al（OH）₃↓Al₂O₃+3H₂O，故固體Ⅲ是Al₂O₃，
故答案為：Al₂O₃；2Al（OH）₃↓Al₂O₃+3H₂O；
（3）最后的固體bg是氧化鋁，氧化鋁中鋁的質(zhì)量為bg×=bg，即為ag合金中Al的質(zhì)量為bg，故合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×100%=%，故答案為：%；
（4）氫氧化鋁沉淀會(huì)附著碳酸鈉、氯化鈉等物質(zhì)，氫氧化鋁沉淀沒(méi)有用蒸餾水洗滌，導(dǎo)致加熱生成的氧化鋁的質(zhì)量偏大，使測(cè)定的合金中鋁的質(zhì)量增大，測(cè)定合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高．
分析：（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉(zhuǎn)化為鹽溶液，除去不溶的Cu、Si，步驟①的試劑X不能與Cu、Si；
由流程圖可知，步驟②是將鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根，進(jìn)行固液分離，應(yīng)是過(guò)濾；
固體沉淀Ⅱ是氫氧化鎂，鎂離子與氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀；
（2）由流程圖可知，步驟②的溶液中，通入二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱灼燒氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁與水；
（3）最后的固體bg是氧化鋁，計(jì)算氧化鋁中鋁的質(zhì)量，即為ag合金中Al的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）氫氧化鋁沉淀會(huì)附著碳酸鈉、氯化鈉等物質(zhì)，氫氧化鋁沉淀沒(méi)有用蒸餾水洗滌，導(dǎo)致加熱生成的氧化鋁的質(zhì)量偏大，使測(cè)定的合金中鋁的質(zhì)量增大．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)與操作原理、物質(zhì)的分離提純、物質(zhì)含量的測(cè)定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力．