Question

某鋁合金（硬鋁）中含有鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，有人設計如下試驗：
（1）取樣品 ag，稱取時使用的儀器名稱為

 

．
（2）將樣品溶于足量的稀鹽酸中，過濾，濾液中主要含有

 

，濾渣中含有

 

，在溶解過濾時使用的玻璃儀器有

 

．
（3）往濾液中加入過量的NaOH溶液、過濾，寫出該步操作中有關的離子方程式

 

．
（4）在第（3）步的濾液中通入足量CO₂，過濾．主要有關反應的離子方程式是

 

．
（5）步驟（4）過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次后，烘干并灼燒至沉淀不再減少為止，冷卻后稱量，質量為bg，有關反應的化學方程式

 

．原樣品中鋁的質量分數(shù)是

 

．
（6）若步驟（3）中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結果

 

（填“偏高”、“偏低”或“不影響”，下同）；若步驟（5）中濾渣沒有洗滌，則實驗結果

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,鎂的化學性質,鋁的化學性質,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：計算題,實驗設計題

分析：（1）使用托盤天平稱取樣品質量；
（2）鋁與鹽酸應生成氯化鋁、Mg與鹽酸反應生成氯化鎂，單質硅和銅不能夠和稀鹽酸發(fā)生反應，留在了濾渣中；溶解、過濾過程需要儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）剩余的鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉與水，氯化鎂與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀與氯化鈉，氯化鋁與過量的氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與氯化鈉；
（4）過量二氧化碳與偏鋁酸鈉容易反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉；
（5）所得沉淀為氫氧化鋁，加熱分解得到氧化鋁與水；氧化鋁中Al元素質量即為合金中Al的質量，進而計算Al的質量分數(shù)；
（6）氫氧化鈉溶液不足，生成的氫氧化鋁沉淀減少，測定結果偏低；沒有洗滌沉淀，導致沉淀的質量偏大，測定生成的氧化鋁質量偏大，測定結果偏高．

解答： 解：（1）使用托盤天平稱取樣品質量，故答案為：托盤天平；
（2）鋁與鹽酸應生成氯化鋁、Mg與鹽酸反應生成氯化鎂，過濾，濾液中主要含有Al³⁺、Mg²⁺，單質硅和銅不能夠和稀鹽酸發(fā)生反應，留在了濾渣中；溶解、過濾過程需要儀器有：燒杯、漏斗、玻璃棒；
故答案為：Al³⁺、Mg²⁺；Cu、Si；燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）剩余的鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉與水，氯化鎂與氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀與氯化鈉，氯化鋁與過量的氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與氯化鈉，有關離子方程式為：H⁺+OH^-═H₂O、Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2 H₂O、Mg²⁺+2 OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O、Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2 H₂O、Mg²⁺+2 OH^-═Mg（OH）₂↓；
（4）過量二氧化碳與偏鋁酸鈉容易反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，反應離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）所得沉淀為氫氧化鋁，加熱分解得到氧化鋁與水，反應方程式為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3 H₂O，氧化鋁中鋁的質量為bg×

54

102

=

9b

17

g，即為ag合金中Al的質量為

9b

17

g，故合金中Al的質量分數(shù)=

9b 17 g

ag

=

9b

17a

，
故答案為：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3 H₂O；

9b

17a

；
（6）氫氧化鈉溶液不足，生成的氫氧化鋁沉淀減少，測定結果偏低；
沒有洗滌沉淀，導致沉淀的質量偏大，測定生成的氧化鋁質量偏大，測定結果偏高，
故答案為：偏低；偏高．

點評：本題考查物質含量的測定，清楚實驗原理是解題的關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與運用知識分析問題解決問題的能力．