Question

5．為了測定某鋁土礦（主要成分是Al₂O₃、含雜質Fe₂O₃）的鋁元素的含量，設計了如下實驗：

（1）步驟③中，用到的儀器有三腳架、酒精燈以及坩堝、泥三角、（坩堝鉗）．
（2）寫出溶液乙中溶質的一種用途：發(fā)酵、治療胃酸過多、泡沫滅火器等等．
（3）反應Ⅰ的化學方程式為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（4）反應II的離子方程式為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）該樣品中鋁的質量分數是：$\frac{9b}{17a}$×100%（用a、b表示）．
（6）下列因操作不當，會使測定結果偏大的是CD
A．第①步中加入溶液不足             B．第②步中通入CO2不足
C．第②步中的沉淀未用蒸餾水洗滌     D．第③步對沉淀灼燒不充分．

Answer 1

分析 鋁土礦（主要成分是Al₂O₃、含雜質Fe₂O₃）中加入氫氧化鈉溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，則溶液甲為NaAlO₂溶液，沉淀為Fe₂O₃，濾液中通入過量的二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀，過濾，濾液乙為碳酸氫鈉溶液，氫氧化鋁灼燒得氧化鋁，根據氧化鋁的質量可計算得鋁元素的質量，據此可確定鋁土礦的鋁元素的含量，據此答題．

解答 解：鋁土礦（主要成分是Al₂O₃、含雜質Fe₂O₃）中加入氫氧化鈉溶液，氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，則溶液甲為NaAlO₂溶液，沉淀為Fe₂O₃，濾液中通入過量的二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀，過濾，濾液乙為碳酸氫鈉溶液，氫氧化鋁灼燒得氧化鋁，根據氧化鋁的質量可計算得鋁元素的質量，據此可確定鋁土礦的鋁元素的含量，
（1）步驟③為灼燒固體，用到的儀器有三腳架、酒精燈以及坩堝、泥三角、（坩堝鉗），
故答案為：坩堝、泥三角、（坩堝鉗）；
（2）溶液乙為碳酸氫鈉溶液，碳酸氫鈉可用作發(fā)酵、治療胃酸過多、泡沫滅火器等等，
故答案為：發(fā)酵、治療胃酸過多、泡沫滅火器等等；
（3）反應Ⅰ的化學方程式為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（4）反應II的離子方程式為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）根據流程可知，氧化鋁的質量為bg，則鋁元素的質量為$\frac{54}{102}$×bg=$\frac{27}{51}$×bg，所以樣品中鋁的質量分數是：$\frac{\frac{27}{51}b}{a}$=$\frac{9b}{17a}$×100%，
故答案為：$\frac{9b}{17a}$×100%；
（6）A．第①步中加入溶液不足，氧化鋁未能全溶解，則測得的氧化鋁的質量偏小，所以會使測定結果偏��；
 B．第②步中通入CO₂不足，則鋁未完全沉淀，會使氧化鋁的質量偏小，所以會使測定結果偏小；
C．第②步中的沉淀未用蒸餾水洗滌，表面會有碳酸氫鈉雜質，會使氧化鋁的質量偏大，所以會使測定結果偏大；    
 D．第③步對沉淀灼燒不充分，則測得的氧化鋁的質量偏大，會使測定結果偏大，
故選CD．

點評 本題考查混合物的分離和提純，側重考查實驗基本操作、元素化合物性質，明確流程圖中各個步驟發(fā)生的反應及物質分離方法是解本題關鍵，題目難度不大．