Question

某鋁合金中含有單質(zhì)鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程，請(qǐng)回答有關(guān)問題：

（1）步驟1所得固體甲的成分為                 。
（2）步驟2中加足量鹽酸，而不采用通入足量二氧化碳的原因?yàn)?u>                                                                      。
（3）步驟3中生成固體丙的離子方程式為                                   ；溶液C中所含有的陽離子符號(hào)為                。
（4）步驟4所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                     。
（5）現(xiàn)用托盤天平稱取10.0g鋁合金進(jìn)行上述流程圖所示操作，所得固體丁質(zhì)量為15.3g，則該鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為                  ；并判斷以下操作對(duì)鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定的影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。
a．步驟1中燒堿量不足，則                ；
b．步驟4中灼燒不充分，則                。

Answer 1

(16分)
（1）鎂、銅（2分）
（2）通入二氧化碳得到硅酸與氫氧化鋁的固體混合物，無法將硅、鋁元素分離開來。（2分）
（3）Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺（3分）；Na⁺、NH₄⁺（2分）
（4）2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O（3分）
（5）81.0%（2分）；偏小（1分）；偏大（1分）

試題分析：（1）鎂、銅不與燒堿溶液反應(yīng)，故固體甲的成分為鎂、銅。
（2）氫氧化鋁沉淀可以和鹽酸反應(yīng)，而不能和二氧化碳反應(yīng)，故不采用通入足量二氧化碳的原因是通入二氧化碳得到硅酸與氫氧化鋁的固體混合物，無法將硅、鋁元素分離開來。
（3）氫氧化鋁沉淀不再與氨水反應(yīng)，故步驟3中生成固體丙的離子方程式為Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺。溶液C中所含有的陽離子符號(hào)為Na⁺、NH₄⁺。
（4）丙是氫氧化鋁，故反應(yīng)方程式為2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O。
（5）Al→1/2Al₂O₃
27g    51g
m      15.3g
51g×m=27g×15.3g
解得m=8.1g
故10.0g鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.0%。
a．步驟1中燒堿量不足，Al反應(yīng)不完，故偏小。
b．步驟1中灼燒不充分，丁的質(zhì)量將偏大，故鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定要偏大。
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)分析問題解決問題的能力。