Question

11．運(yùn)用鋁及其化合物有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：
（1）如圖1四個(gè)圖中，橫坐標(biāo)表示加入的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示生成沉淀的量，從A～D中選擇符合各題要求的序號(hào)填入表

溶液	加入的物質(zhì)	答案序號(hào)
AlCl3溶液	通入過(guò)量的NH3	①
含少量NaOH的NaAlO2溶液	通過(guò)量的CO2	②
NaAlO2溶液	滴加稀H2SO4至過(guò)量	③
MgCl2和AlCl3的混合液	滴加NaOH溶液至過(guò)量	④

（2）測(cè)定某鎂鋁合金中鋁含量的實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖2（夾持儀器略）．
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟1：連接裝置并檢查裝置氣密性；
步驟2：稱取mg鎂鋁合金樣品置于燒瓶中，在分液漏斗中盛放足量的溶液X；
步驟3：打開分液漏斗活塞b，使反應(yīng)進(jìn)行，待不再產(chǎn)生氣泡時(shí)關(guān)閉活塞b；
步驟4：待裝置冷卻后，調(diào)平量筒與水槽的液面，讀取氣體體積為xmL（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下干燥氣體的體積）．
①測(cè)定氫氣體積的裝置選擇A（填A(yù)或B）
②為了使合金中的鋁與X反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)，X應(yīng)選用NaOH（填化學(xué)式），反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．③計(jì)算合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{54x}{67.2m×1{0}^{3}}$（用m，x的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）①氯化鋁中加入氨水生成氫氧化鋁沉淀，沉淀不能溶解在過(guò)量氨水中；
②NaOH和NaAlO₂的混合溶液中通入二氧化碳，先發(fā)生氫氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)，不生成沉淀，再發(fā)生NaAlO₂與二氧化碳反應(yīng)，生成沉淀；
③NaAlO₂溶液中加入稀鹽酸，先生成氫氧化鋁沉淀，后沉淀溶解，根據(jù)方程式判斷前后兩部分兩部分消耗的鹽酸體積；
④MgCl₂和AlCl₃混合溶液中滴加NaOH溶液生成兩種沉淀，然后氫氧化鋁與堿反應(yīng)使沉淀的量減少，但不會(huì)完全溶解；
（2）①測(cè)定生成氫氣的體積，可利用排水法收集氫氣，并通過(guò)測(cè)定排出水的體積確定生成氫氣的體積；
②為了使合金中的鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，而氫氧化鈉與Mg不反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
③根據(jù)反應(yīng)方程式2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，來(lái)計(jì)算鋁的質(zhì)量，結(jié)合w%=$\frac{鋁的質(zhì)量}{合金的質(zhì)量}×100%$．

解答 解：（1）①氯化鋁中加入氨水生成氫氧化鋁沉淀，沉淀不能溶解在過(guò)量氨水中，發(fā)生的反應(yīng)為Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，故圖象C符合；
②NaOH和NaAlO₂的混合溶液中通入二氧化碳，先發(fā)生反應(yīng)2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+2H₂O，開始不產(chǎn)生沉淀，NaOH溶液完畢，再發(fā)生2NaAlO₂+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+Na₂CO₃，生成沉淀，故圖象D符合；
③NaAlO₂溶液中加入稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)NaAlO₂+HCl+H₂O=Al（OH）₃↓+NaCl，生成氫氧化鋁沉淀，NaAlO₂反應(yīng)完畢后，發(fā)生反應(yīng)，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，氫氧化鋁溶解，前后兩部分消耗的鹽酸體積為1：3，故圖象B符合；
④MgCl₂和AlCl₃混合溶液中滴加NaOH溶液發(fā)生Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓、Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓生成兩種沉淀，然后發(fā)生Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，沉淀量減少但不會(huì)完全溶解，故圖象A符合；
故答案為：①：C；②：D；③：B；④：A；
（2）①測(cè)定生成氫氣的體積，可利用排水法收集氫氣，并通過(guò)測(cè)定排出水的體積確定生成氫氣的體積，故選：A；
②為了使合金中的鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，而氫氧化鈉與Mg不反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：NaOH；2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
③根據(jù)反應(yīng)方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
                 54g               3×22.4×10³
                 m（Al）               x
所以$\frac{54g}{m（Al）}=\frac{3×22.4×1{0}^{3}}{x}$，所以m（Al）=$\frac{54x}{67.2×1{0}^{3}}$，w%=$\frac{鋁的質(zhì)量}{合金的質(zhì)量}×100%$=$\frac{\frac{54x}{67.2×1{0}^{3}}}{m}×100%$=$\frac{54x}{67.2m×1{0}^{3}}$，故答案為：$\frac{54x}{67.2m×1{0}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題以圖象顯示考查化學(xué)反應(yīng)和相關(guān)計(jì)算型實(shí)驗(yàn)的考查，難度中等，明確發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答的關(guān)鍵，注意圖象中前后兩部分的比例關(guān)系．