Question

10．某鋁合金中含有合金元素鐵、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計了如下實驗，請回答有關(guān)問題．
①稱取m g該合金樣品，將其投入足量稀鹽酸中溶解，過濾．過濾時用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒
②向上述濾液中加入過量的NaOH溶液后過濾，再向所得濾液中通入足量的CO₂氣體，發(fā)生的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；將所得沉淀過濾出來并用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質(zhì)量為n g，則該合金樣品中金屬鋁的含量為$\frac{9n}{17m}$×100%（用含有m、n的式子表示）．

Answer 1

分析 ①鋁合金中含有合金元素鐵、銅、硅，鋁、鐵能和稀鹽酸反應(yīng)，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過量，過濾除去銅硅，過濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
②向上述濾液中加入過量的NaOH溶液后發(fā)生反應(yīng)過濾，得到氫氧化亞鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，再向所得濾液中通入足量的CO₂氣體發(fā)生反應(yīng)為二氧化碳和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，和偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，將所得沉淀氫氧化鋁過濾出來并用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質(zhì)量為n g，為Al₂O₃，依據(jù)鋁元素守恒計算含量．

解答 解：鋁合金中含有合金元素鐵、銅、硅，鋁、鐵能和稀鹽酸反應(yīng)，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過量，過濾除去銅和硅，得到氯化亞鐵和氯化鋁的混合溶液，過濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
②向上述濾液中加入過量的NaOH溶液后發(fā)生反應(yīng)過濾，得到氫氧化亞鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，再向所得濾液中通入足量的CO₂氣體發(fā)生反應(yīng)為二氧化碳和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，和偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，將所得沉淀氫氧化鋁過濾出來并用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質(zhì)量為n g，為Al₂O₃，物質(zhì)的量n=$\frac{ng}{102g/mol}$=$\frac{n}{102}$mol，依據(jù)鋁元素守恒計算，則該合金樣品中金屬鋁的含量=$\frac{\frac{n}{102}mol×2×27g/mol}{mg}$×100%=$\frac{9n}{17m}$×100%，
故答案為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，$\frac{9n}{17m}$×100%．

點評 本題考查物質(zhì)含量測定、實驗基本操作、元素化合物性質(zhì)等，難度不大，關(guān)鍵是理解實驗原理，題目容易忽略二氧化碳與堿的反應(yīng)．