Question

某铝合金（硬铝）中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下试验：
（1）取样品a g，称取时使用的仪器名称为

 

．
（2）将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有

 

，滤渣中含有

 

，在溶解过滤时使用的玻璃仪器有

 

．
（3）往滤液中加入过量的NaOH溶液、过滤，写出该步操作中有关的离子方程式

 

．
（4）在第（3）步的滤液中通入足量CO₂，过滤．有关反应的离子方程式是

 

．
（5）步骤（4）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至沉淀不再减少为止，冷却后称量，质量为bg，有关反应的化学方程式

 

．原样品中铝的质量分数是

 

．
（6）若步骤（3）中加入氢氧化钠溶液的量不足，则实验结果

 

．（填”偏高”“偏低”或”无影响”）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）使用托盘天平称取样品质量；
（2）铝与盐酸应生成氯化铝、Mg与盐酸反应生成氯化镁，单质硅和铜不能够和稀盐酸发生反应，留在了滤渣中；溶解、过滤过程需要仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）剩余的盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀与氯化钠，氯化铝与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氯化钠；
（4）过量二氧化碳与偏铝酸钠容易反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠；
（5）所得沉淀为氢氧化铝，加热分解得到氧化铝与水；氧化铝中Al元素质量即为合金中Al的质量，进而计算Al的质量分数；
（6）氢氧化钠溶液不足，生成的氢氧化铝沉淀减少，测定结果偏低；没有洗涤沉淀，导致沉淀的质量偏大，测定生成的氧化铝质量偏大，测定结果偏高．

解答： 解：（1）使用托盘天平称取样品质量，故答案为：托盘天平；
（2）铝与盐酸应生成氯化铝、Mg与盐酸反应生成氯化镁，过滤，滤液中主要含有Al³⁺、Mg²⁺，单质硅和铜不能够和稀盐酸发生反应，留在了滤渣中；溶解、过滤过程需要仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
故答案为：Al³⁺、Mg²⁺；Cu、Si；烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）剩余的盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀与氯化钠，氯化铝与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氯化钠，有关离子方程式为：H⁺+OH^-═H₂O、Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2 H₂O、Mg²⁺+2 OH^-═Mg（OH）₂↓，
故答案为：H⁺+OH^-═H₂O、Al³⁺+4 OH^-═AlO₂^-+2 H₂O、Mg²⁺+2 OH^-═Mg（OH）₂↓；
（4）过量二氧化碳与偏铝酸钠容易反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）所得沉淀为氢氧化铝，加热分解得到氧化铝与水，反应方程式为：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3 H₂O，氧化铝中铝的质量为bg×

54

102

=

9b

17

g，即为ag合金中Al的质量为

9b

17

g，故合金中Al的质量分数=

9b 17 g

ag

×100%=

9b

17a

×100%，
故答案为：2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3 H₂O；

9b

17a

×100%；
（6）氢氧化钠溶液不足，生成的氢氧化铝沉淀减少，测定结果偏低，故答案为：偏低．

点评：本题考查物质含量的测定，清楚实验原理是解题的关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析问题解决问题的能力．