Question

聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種高效凈水劑，其組成可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]．為檢測(cè)PAFC中Al的含量，采用如圖1所示流程．

（1）PAFC中鐵元素的化合價(jià)為

 

．
（2）溶液A中含鋁元素的溶質(zhì)是

 

，它屬于

 

（填“酸”、“堿”、“鹽”）．
（3）如圖2所示，過濾操作中的一處錯(cuò)誤是

 

．
（4）物質(zhì)B可能是下列試劑中的

 

（填代號(hào)）．
a．NH₃           b．CO₂c．NaOH溶液     d．HNO₃溶液
判斷流程中沉淀C是否洗凈的方法是

 

（描述操作、現(xiàn)象和結(jié)論）．
（5）PAFC中A1元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（用含有a、b的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：為檢測(cè)PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳?xì)怏w分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（1）依據(jù)元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算鐵元素化合價(jià)；
（2）步驟中的試劑為過量氫氧化鈉溶液，溶液A中鋁元素的溶質(zhì)為偏鋁酸鈉，屬于鹽；
（3）依據(jù)過濾裝置和操作分析判斷，漏斗下端尖嘴應(yīng)貼緊燒杯內(nèi)壁；
（4）試劑B是和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，據(jù)此分析試劑B；反應(yīng)為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁沉淀；沉淀洗滌是否干凈可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
（5）依據(jù)元素守恒計(jì)算PAFC中A1元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答： 解：為檢測(cè)PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳?xì)怏w分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（1）設(shè)鐵化合價(jià)是x，聚合氯化鋁鐵可表示為[AlFe（OH）_nCl_6-n]_m，由此合物內(nèi)化合價(jià)和為0得：3+x-n-（6-n）=0；
x=3，所以PAFC中鐵元素的化合價(jià)為+3；
故答案為：+3；
（2）步驟中的試劑為過量氫氧化鈉溶液，溶液A中鋁元素的溶質(zhì)為偏鋁酸鈉，屬于鹽；
故答案為：NaAlO₂，鹽；
（3）依據(jù)過濾裝置和操作分析判斷，裝置圖中漏斗下端尖嘴應(yīng)貼緊燒杯內(nèi)壁；
故答案為：漏斗下端尖嘴未貼緊燒杯內(nèi)壁；
（4）試劑B是和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，據(jù)此分析試劑B為：偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；沉淀洗滌是否干凈可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有氯離子，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
取最后的洗滌液少許置于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，沉淀已洗滌干凈，反之未洗滌干凈；
故答案為：b、取最后的洗滌液少許置于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，沉淀已洗滌干凈，反之未洗滌干凈；
（5）依據(jù)元素守恒計(jì)算PAFC中A1元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到氧化鋁質(zhì)量為bg，則PAFC中A1元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

bg 102g/mol ×2×27g/mol

ag

×100%=

9b

17a

×100%；
故答案為：

9b

17a

×100%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究，物質(zhì)分離的方法和實(shí)驗(yàn)步驟分析判斷，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握流程分析方法和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．