Question

現(xiàn)有一種鋁合金A（除鋁外，還含有其他三種單質），為分析其成分，用此合金進行一系列實驗，其過程及發(fā)生反應的現(xiàn)象如圖1所示．
回答下列問題：
（1）合金A中所含單質除鋁外還含有

 

（寫化學式）．
（2）寫出A中除鋁外另一種單質與燒堿溶液反應的離子方程式

 

．
（3）E的成分是

 

，無色溶液H與氨水反應生成白色沉淀的離子方程式

 

．
（4）若將5g合金A投入100mL5mol/L的鹽酸中，充分反應后過濾，向濾液中加入2mol/LNaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖2所示．則a=

 

mL，合金A中鋁的質量分數(shù)等于

 

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：

分析：鋁合金與過量NaOH溶液反應，生成無色可燃氣體B，B為H₂，合金可中含有除Al外應為Si；合金與氫氧化鈉溶液反應，得到的無色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過量鹽酸得到無色溶液中加過量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；固體D加入鹽酸生成氫氣與無色溶液核固體F，無色溶液H中加入過量氨水，生成白色沉淀為氫氧化鎂沉淀，說明含有金屬Mg，即合金中含有鎂；固體F加入濃硝酸溶液后得到藍色溶液，說明F是Cu；
（1）上述分析可知合金中含有銅、鎂和硅；
（2）硅和群溶液反應生成硅酸鈉和氫氣；
（3）上述分析可知沉淀為硅酸和氫氧化鋁沉淀；無色溶液H與氨水反應生成白色沉淀為氫氧化鎂沉淀；
（4）若將5g合金A投入100mL5mol/L的鹽酸中，充分反應后過濾，所得濾液為氯化鎂溶液和氯化鋁溶液；圖象分析可知鹽酸過量，加入氫氧化鈉溶液反應過程是中和鹽酸，生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀，繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁溶解，依據(jù)全部沉淀時氫氧化鈉和氯化氫恰好反應計算分析，結合數(shù)值計算分析．

解答： 解：鋁合金與過量NaOH溶液反應，生成無色可燃氣體B，B為H₂，合金可中含有除Al外應為Si；合金與氫氧化鈉溶液反應，得到的無色溶液C，C中加入鹽酸生成白色沉淀E，沉淀E加入過量鹽酸，有白色固體，該白色固體為H₂SiO₃，向加入過量鹽酸得到無色溶液中加過量氨水，生成白色沉淀，該白色沉淀為Al（OH）₃，白色沉淀E為H₂SiO₃、Al（OH）₃；固體D加入鹽酸生成氫氣與無色溶液核固體F，無色溶液H中加入過量氨水，生成白色沉淀為氫氧化鎂沉淀，說明含有金屬Mg，即合金中含有鎂；固體F加入濃硝酸溶液后得到藍色溶液，說明F是Cu；
（1）上述分析可知合金中含有銅、鎂和硅，化學式為Cu、Mg、Si，故答案為：Cu、Mg、Si；
（2）硅和群溶液反應生成硅酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑，故答案為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；
（3）上述分析可知沉淀為硅酸和氫氧化鋁沉淀，H₂SiO₃、Al（OH）₃；無色溶液H與氨水反應生成白色沉淀為氫氧化鎂沉淀，Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
故答案為：H₂SiO₃、Al（OH）₃，Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（4）若將5g合金A投入100mL5mol/L的鹽酸中，充分反應后過濾，所得濾液為氯化鎂溶液和氯化鋁溶液；圖象分析可知鹽酸過量，加入氫氧化鈉溶液反應過程是中和鹽酸，生成氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀，繼續(xù)加入氫氧化鋰溶解，反應的離子方程式為：
OH^-+H⁺=H₂O，
Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，
圖象可知，a點是鎂離子和鋁離子恰好全部沉淀，此時n（HCl）=n（NaOH）=0.1L×5mol/L=0.5mol
2mol/LNaOH溶液的體積為V=

0.5mol

2mol/L

=0.25L=250mL
氫氧化鋁溶解需要氫氧化鈉溶液體積為300ml-250ml=50mL，
Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O
1        1
n        0.050L×2mol/L
n=0.1mol
鋁鹽酸守恒得到合金中鋁為0.1mol
結合數(shù)值計算合金A中鋁的質量分數(shù)=

0.1mol×27g/mol

5.0g

×100%=54%；
故答案為：250；54%．

點評：本題考查了物質組成的實驗分析判斷，圖象分析應用，主要是物質的推斷，掌握方法和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．