Question

某鋁合金（硬鋁）中含有鋁、鎂、銅、硅，為了測(cè)定該合金中鋁的含量，有人設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)：（已知：硅不與鹽酸和水反應(yīng)）

（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①的試劑X應(yīng)選擇

 

 （填“NaOH溶液”“鹽酸”“FeCl₃溶液”）；步驟②的操作是

 

，反應(yīng)的離子方程式為

 

，

 

．
（2）固體Ⅲ的化學(xué)式為

 

步驟④反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）步驟④中的沉淀沒有用蒸餾水洗滌時(shí)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果

 

 （填“偏高”“偏低”“不影響”）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：由測(cè)定該合金中鋁的含量流程可知，①加鹽酸，Cu、Si不反應(yīng)，則過濾得到的固體為Cu、Si，溶液中含Al³⁺、Mg²⁺，②加足量的NaOH，過濾得到的沉淀為Mg（OH）₂，溶液中主要含AlO₂^-，③通足量的二氧化碳，反應(yīng)生成Al（OH）₃，④灼燒得到Al₂O₃，然后結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)用語(yǔ)來解答．
（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉(zhuǎn)化為鹽溶液，除去不溶的Cu、Si，步驟①的試劑X不能與Cu、Si；
由流程圖可知，步驟②是將鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，進(jìn)行固液分離，應(yīng)是過濾；
（2）由流程圖可知，步驟②的溶液中，通入二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱灼燒氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁與水；
（3）氫氧化鋁沉淀會(huì)附著碳酸鈉、氯化鈉等物質(zhì)，氫氧化鋁沉淀沒有用蒸餾水洗滌，導(dǎo)致加熱生成的氧化鋁的質(zhì)量偏大，使測(cè)定的合金中鋁的質(zhì)量增大．

解答： 解：（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉(zhuǎn)化為鹽溶液，除去不溶的Cu、Si，步驟①的試劑X不能與Cu、Si，NaOH溶液與Si反應(yīng)，F(xiàn)eCl₃溶液與Cu反應(yīng)，故試劑X應(yīng)選擇鹽酸；由流程圖可知，步驟②是將鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，進(jìn)行固液分離，應(yīng)是過濾；
鎂離子與氫氧根反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，反應(yīng)離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根離子，離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：鹽酸；過濾；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）由流程圖可知，步驟②的溶液中，通入二氧化碳，將偏鋁酸根轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加熱灼燒氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解生成氧化鋁與水，反應(yīng)方程式為2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，故固體Ⅲ是Al₂O₃，
故答案為：Al₂O₃；2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
（3）氫氧化鋁沉淀會(huì)附著碳酸鈉、氯化鈉等物質(zhì)，氫氧化鋁沉淀沒有用蒸餾水洗滌，導(dǎo)致加熱生成的氧化鋁的質(zhì)量偏大，使測(cè)定的合金中鋁的質(zhì)量增大，測(cè)定合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)與操作原理、物質(zhì)的分離提純、物質(zhì)含量的測(cè)定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與運(yùn)用知識(shí)分析問題解決問題的能力．