Question

14．某化學(xué)興趣小組按照下列流程進(jìn)行“由鎂鋁合金制備硫酸鋁晶體”的實(shí)驗(yàn)如圖1．

（1）寫(xiě)出硫酸鋁在水中的電離方程式Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，
（2）鎂鋁合金中加NaOH溶液的離子反應(yīng)方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，濾液中通入足量CO₂的化學(xué)方程式NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃
（3）操作②包含的步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）、過(guò)濾、干燥．
（4）金屬X在CO₂中燃燒的化學(xué)方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C
（5）該興趣小組為測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)如圖2裝置，則需要測(cè)定的數(shù)據(jù)（溫度、壓強(qiáng)除外）有氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量．

Answer 1

分析 鎂不能堿反應(yīng)，用NaOH溶液先將鎂鋁分離并得到偏鋁酸鈉溶液，對(duì)濾液進(jìn)行酸化得到氫氧化鋁沉淀，過(guò)慮后將溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，等到目標(biāo)產(chǎn)物，
（1）硫酸鋁為強(qiáng)電解質(zhì)；
（2）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應(yīng)，濾液中含有NaAlO₂，生成氫氧化鋁；
（3）操作Ⅱ包含的步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）、過(guò)濾洗滌、干燥；
（4）鎂和二氧化碳在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成氧化鎂和碳；
（5）某興趣小組為測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)圖象知，能夠測(cè)得氫氣體積，根據(jù)金屬和氫氣之間的關(guān)系式分析知，設(shè)計(jì)圖1示裝置需要測(cè)定的數(shù)據(jù)有氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量．

解答 解：鎂不能堿反應(yīng)，用NaOH溶液先將鎂鋁分離并得到偏鋁酸鈉溶液，對(duì)濾液進(jìn)行酸化得到氫氧化鋁沉淀，過(guò)慮后將溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，等到目標(biāo)產(chǎn)物，
（1）硫酸鋁為強(qiáng)電解質(zhì)，在水中的電離方程式為Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，故答案為：Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-；
（2）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
濾液中含有NaAlO₂，通入足量CO₂的化學(xué)方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃；
（3）操作Ⅱ包含的步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）、過(guò)濾洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶）；
（4）鎂和二氧化碳在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成氧化鎂和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2 MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2 MgO+C；
（5）某興趣小組為測(cè)定鎂鋁合金中各組成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)圖象知，能夠測(cè)得氫氣體積，根據(jù)金屬和氫氣之間的關(guān)系式分析知，設(shè)計(jì)圖1示裝置需要測(cè)定的數(shù)據(jù)有氫氣的體積、鎂鋁合金的質(zhì)量，
故答案為：氫氣的體積；鎂鋁合金的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高考高頻點(diǎn)，此種題型涉及物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)基本操作，明確物質(zhì)的性質(zhì)以及基本操作方法是解本題關(guān)鍵，熟練掌握元素化合物知識(shí)，靈活運(yùn)用知識(shí)解答問(wèn)題，題目難度中等．