Question

某鋁合金中含有鐵、鋁、鎂、銅、硅．為了測定該合金中鋁的含量，現(xiàn)設(shè)計了如下實驗：
已知：Si+2NaOH+H₂O=Na₂ Si O₃+2H₂↑，H₂Si O₃是不溶于水的弱酸．
（1）固體A的成分是：

 

，溶液M中的陰離子有：

 

（2）步驟③中生成沉淀的離子方程式為：

 

（3）步驟④中，用到的儀器有三腳架、酒精燈以及

 

（4）在空氣中將NaOH溶液滴入FeCl₂溶液中，觀察到的現(xiàn)象是

 

，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

，

 

（5）該樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是：

 

（用a、b表示）．
（6）下列因操作不當(dāng)，會使測定結(jié)果偏大的是

 

A．第①步中加入NaOH溶液不足       
B．第②步中加入鹽酸不足時
C．第④步中的沉淀未用蒸餾水洗滌     
D．第④步對沉淀灼燒不充分．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：鋁合金的主要成分為鐵、鋁、鎂、銅、硅，加入過量氫氧化鈉溶液過濾，固體A為Mg、Cu、Fe，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過量氨水過濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀灼燒得到固體C為Al₂O₃，
（1）依據(jù)上述分析可知固體A為Mg、Cu、Fe，溶液M中的陰離子為過量的氫氧根離子，偏鋁酸根離子和硅酸根離子；
（2）步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)；
（3）灼燒固體的實驗在坩堝中進行，需要的儀器有酒精燈、坩堝、泥三角、鐵三角、坩堝鉗等；
（4）氫氧化鈉和氯化亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵紅褐色沉淀；
（5）分析可知固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計算；
（6）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁為全部溶解，測定結(jié)果偏低；          
B．第②步中加入鹽酸不足時，生成的偏鋁酸鈉為全部反應(yīng)導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減小，結(jié)果偏低；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉對測定結(jié)果固體C質(zhì)量增大； 
D．第④步對沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大．

解答： 解：鋁合金的主要成分為鐵、鋁、鎂、銅、硅，加入過量氫氧化鈉溶液過濾，固體A為Mg、Cu、Fe，溶液M為NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液加入過量氨水過濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀灼燒得到固體C為Al₂O₃，
（1）依據(jù)上述分析可知固體A為Mg、Cu、Fe，溶液M中的陰離子為過量的氫氧根離子，偏鋁酸根離子和硅酸根離子，即：OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-，
故答案為：Mg、Cu、Fe；OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-；
（2）步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)，離子方程式為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）步驟④中，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；
（4）氫氧化鈉和氯化亞鐵溶液反應(yīng)生成白色沉淀氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣中氧氣氧化生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，所以看到的現(xiàn)象是：生成白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，反應(yīng)方程式為：FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：生成白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
（5）根據(jù)分析可知bg固體C為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒可知，鋁的質(zhì)量分數(shù)為：

bg 102g/mol ×27g/mol

ag

×100%=

9b

17a

×100%，
故答案為：

9b

17a

×100%；
（6）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁為全部溶解，測定結(jié)果偏低，故A錯誤；          
B．第②步中加入鹽酸不足時，生成的偏鋁酸鈉為全部反應(yīng)導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減小，結(jié)果偏低，故B錯誤；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉對測定結(jié)果固體C質(zhì)量增大，鋁質(zhì)量分數(shù)增大，故C正確； 
D．第④步對沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大，鋁質(zhì)量分數(shù)增大，故D正確；
故答案為：CD．

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗測定，題目難度中等，明確實驗流程及化學(xué)實驗基本操作方法為解題關(guān)鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學(xué)生靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識的能力，是一道質(zhì)量較好的題目．