Question

13．某鋁合金中含有合金元素鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計了如下實驗，請回答有關(guān)問題．
（1）稱取a g該合金樣品，將其投入足量稀鹽酸中溶解，過濾．所得濾液中的陽離子是Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；過濾時用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒．
（2）向上述濾液中加入過量的NaOH溶液，過濾，濾渣成分為：Mg（OH）₂．
（3）向?qū)嶒灒?）所得濾液中通入足量的CO₂氣體，發(fā)生的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
將所得沉淀過濾出來并用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質(zhì)量為b g，則該合金樣品中金屬鋁的含量為$\frac{9b}{26a}$×100%（用含有a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）合金中Al、Mg能和稀鹽酸反應(yīng)，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過量；過濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）濾液中含有氯化鋁、氯化鎂及HCl，加入過量的氫氧化鈉溶液，得到沉淀為氫氧化鎂；
（3）實驗（2）所得濾液中含有NaAlO₂、NaCl及過量的NaOH，通入足量的CO₂氣體，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，得到bg沉淀為氫氧化鋁，根據(jù)Al元素守恒計算合金中Al的質(zhì)量，進而計算合金中Al的含量．

解答 解：（1）合金中Al、Mg能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁、氯化鎂，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過量，故所得濾液中的陽離子是：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，過濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）濾液中含有氯化鋁、氯化鎂及HCl，加入過量的氫氧化鈉溶液，得到沉淀為氫氧化鎂，
故答案為：Mg（OH）₂；
（3）實驗（2）所得濾液中含有NaAlO₂、NaCl及過量的NaOH，通入足量的CO₂氣體，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，發(fā)生的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
得到bg沉淀為氫氧化鋁，根據(jù)Al元素守恒n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{bg}{78g/mol}$=$\frac{78}$mol，合金中Al的質(zhì)量為$\frac{78}$mol×27g/mol=$\frac{27b}{78}$g，合金中Al的含量為$\frac{\frac{27b}{78}g}{ag}$×100%=$\frac{9b}{26a}$×100%，
故答案為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；$\frac{9b}{26a}$×100%．

點評 本題考查物質(zhì)含量測定、實驗基本操作、元素化合物性質(zhì)等，難度不大，故關(guān)鍵是理解實驗原理，（3）中學(xué)生容易忽略二氧化碳與堿的反應(yīng)．