Question

1．某化學(xué)興趣小組按照?qǐng)D1流程進(jìn)行“由鎂鋁合金制備硫酸鋁晶體”的實(shí)驗(yàn)

（1）鎂鋁合金中加NaOH溶液的離子反應(yīng)方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，畫(huà)出金屬X的原子結(jié)構(gòu)示意圖，固體A的化學(xué)式為Al（OH）₃；
（2）寫(xiě)出硫酸鋁在水中的電離方程式Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，操作②包含的步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、干燥．

（3）該興趣小組為測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)如圖2裝置，則需要測(cè)定的數(shù)據(jù)有氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量．

Answer 1

分析 本題以鋁與鎂的化學(xué)性質(zhì)差異，選擇合理的實(shí)驗(yàn)途徑制備硫酸鋁晶體的實(shí)驗(yàn)操作及探究鎂鋁混合物成分的方法，利用鎂不能堿反應(yīng)，用NaOH溶液先將鎂鋁分離并得到偏鋁酸鈉溶液，對(duì)濾液進(jìn)行酸化得到氫氧化鋁沉淀，過(guò)慮后將溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，等到目標(biāo)產(chǎn)物，至于鎂鋁混合物的組份測(cè)定，只要通過(guò)測(cè)定合金與足量酸反應(yīng)生成的氫氣量及合金的總質(zhì)量即可計(jì)算；
（1）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應(yīng)，采用過(guò)濾的方法進(jìn)行分離，即可得到不溶物和濾液，濾液用稀硫酸酸化調(diào)整溶液pH的目的是為了促進(jìn)AlO2-的水解，將其轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，通過(guò)過(guò)濾即可得到；
（2）硫酸鋁是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中能完全電離，從其水溶液里得到晶體，通常用蒸發(fā)結(jié)晶的方法；
（3）測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可通過(guò)一定質(zhì)量的合金與足量酸反應(yīng)生氣氫氣的體積來(lái)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，采用過(guò)濾的方法進(jìn)行分離得到不溶性的鎂，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，向?yàn)V液中加入稀硫酸條件溶液的pH，得到氫氧化鋁固體，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；；Al（OH）₃；
（2）硫酸鋁是強(qiáng)電解質(zhì)，溶液里完全電離的電離方程式為Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，操作Ⅱ包含的步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）、過(guò)濾洗滌、干燥，故答案為：Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-；冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）；
（3）某興趣小組為測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)圖象知，能夠測(cè)得氫氣體積，根據(jù)金屬和氫氣之間的關(guān)系式分析知，設(shè)計(jì)圖1示裝置需要測(cè)定的數(shù)據(jù)有氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量，故答案為：氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鎂鋁化學(xué)性質(zhì)的差異，屬基礎(chǔ)性考查，難度不大，但錯(cuò)誤率可能較高，建議學(xué)生多關(guān)注雙基學(xué)習(xí)．