Question

(10分)某铝合金中含有铁、铝、镁、铜、硅。为了测定该合金中铝的含量，现设计了如下实验：

已知：Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑，H2SiO3是不溶于水的弱酸。

（1）固体A的成分是：____________，溶液M中的阴离子有：____________________

（2）步骤③中生成沉淀的离子方程式为：_____________________________________

（3）该样品中铝的质量分数是：_______________________________（用a、b表示）。

（4）下列因操作不当，会使测定结果偏大的是___________

A．第①步中加入NaOH溶液不足 B．第②步中加入盐酸不足时

C．第④步中的沉淀未用蒸馏水洗涤 D．第④步对沉淀灼烧不充分

Answer 1

(10分)

（1）Mg、Cu、Fe （2分） OH－、AlO2－、SiO32－ （2分）

（2）Al3＋+ 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4＋ （2分）

（3） （2分） （4） C D （2分）

【解析】

试题分析：（1）铝合金中含有铁、铝、镁、铜、硅，其中Al、Si都与氢氧化钠溶液反应，而Fe、Cu、Mg不与氢氧化钠溶液反应，所以固体A的成分是Mg、Cu、Fe；Al、Si都与氢氧化钠溶液反应，分别生成偏铝酸根离子和硅酸根离子，因为氢氧化钠溶液是过量的，所以溶液M中存在的阴离子是OH－、AlO2－、SiO32－；

（2）第②步中加入盐酸使硅酸沉淀，则偏铝酸根离子与过量的盐酸反应生成铝离子，所以溶液N中存在铝离子，加入氨水，则铝离子与一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子，离子方程式是Al3＋+ 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4＋；

（3）产生的氢氧化铝沉淀受热分解生成水和氧化铝，所以bg固体为氧化铝的质量，则氧化铝的物质的量是 bg/102g/mol，所以Al元素的质量是b/102mol×2×27g/mol=9b/17g，所以铝合金中Al的质量分数是9b/17a×100%；

（4）A．第①步中加入NaOH溶液不足，则Al可能会未完全溶解，造成部分存在于固体A中，使结果偏小，错误；B．第②步中加入盐酸不足时，则偏铝酸根离子未全部转化为铝离子，则加入氨水后产生的氢氧化铝的沉淀偏少，结果偏小，错误；C．第④步中的沉淀未用蒸馏水洗涤，则氧化铝的质量增加，则实验结果偏高；D．第④步对沉淀灼烧不充分，氧化铝的质量增加，则实验结果偏高，答案选CD。

考点：考查对工业流程的分析，物质性质的应用，质量分数的计算，误差的分析