Question

1．某化學(xué)興趣小組按照圖1流程進(jìn)行“由鎂鋁合金制備硫酸鋁晶體”的實驗

（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、過濾、干燥．

（3）該興趣小組為測定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計如圖2裝置，則需要測定的數(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，選擇合理的實驗途徑制備硫酸鋁晶體的實驗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，對濾液進(jìn)行酸化得到氫氧化鋁沉淀，過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定，只要通過測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，通過過濾即可得到；
（2）硫酸鋁是強電解質(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）測定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可通過一定質(zhì)量的合金與足量酸反應(yīng)生氣氫氣的體積來進(jìn)行計算．

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，向濾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)計圖1示裝置需要測定的數(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．

點評 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，但錯誤率可能較高，建議學(xué)生多關(guān)注雙基學(xué)習(xí)．