Question

16．某鋁合金中含有鐵、鋁、鎂、銅、硅．為了測(cè)定該合金中鋁的含量，現(xiàn)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

已知：Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，H₂SiO₃是不溶于水的弱酸．
（1）固體A的成分是：Fe、Mg、Cu，溶液M中的陰離子有：OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-
（2）步驟③中生成沉淀的離子方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺
（3）該樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{9b}{17a}$×100%（用a、b表示）．
（4）下列因操作不當(dāng)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏大的是CD
A．第①步中加入NaOH溶液不足        
B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)
C．第③步中的沉淀未用蒸餾水洗滌     
D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分．

Answer 1

分析 鋁合金中含有鐵、鋁、鎂、銅、硅，加入過量氫氧化鈉溶液過濾，Al、Si反應(yīng)溶解，固體A為Fe、Mg、Cu，溶液M含有NaAlO₂，Na₂SiO₃及過量的NaOH，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中含有AlCl₃、NaCl，再加入過量氨水過濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到固體C為Al₂O₃；
（1）由上述分析可知，固體A為Fe、Mg、Cu，溶液M含有NaAlO₂，Na₂SiO₃及過量的NaOH；
（2）步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)與氯化銨；
（3）固體C為Al₂O₃，根據(jù)鋁元素守恒計(jì)算合金中Al的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁未全部溶解，測(cè)定結(jié)果偏低；
B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)，生成的偏鋁酸鈉未全部轉(zhuǎn)化為氯化鋁，導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減��；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉會(huì)導(dǎo)致測(cè)定固體氧化鋁的質(zhì)量增大；
D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大．

解答 解：鋁合金中含有鐵、鋁、鎂、銅、硅，加入過量氫氧化鈉溶液過濾，Al、Si反應(yīng)溶解，固體A為Fe、Mg、Cu，溶液M含有NaAlO₂，Na₂SiO₃及過量的NaOH，溶液M中加入過量鹽酸反應(yīng)過濾得到固體B為H₂SiO₃，溶液N中為AlCl₃溶液，再加入過量氨水過濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀，灼燒得到固體C為Al₂O₃；
（1）由上述分析可知，固體A為Fe、Mg、Cu，溶液M含有NaAlO₂，Na₂SiO₃及過量的NaOH，含有陰離子有：OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-，
故答案為：Fe、Mg、Cu；OH^-、AlO₂^-、SiO₃^2-；
（2）步驟③是氯化鋁和一水合氨反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀的反應(yīng)與氯化銨，反應(yīng)離子方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）bg固體C為Al₂O₃，根據(jù)鋁元素守恒，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{bg×\frac{54}{102}}{ag}$×100%=$\frac{9b}{17a}$×100%，故答案為：$\frac{9b}{17a}$×100%；
（4）A．第①步中加入NaOH溶液不足，鋁未全部溶解，測(cè)定結(jié)果偏低；
B．第②步中加入鹽酸不足時(shí)，生成的偏鋁酸鈉未全部轉(zhuǎn)化為氯化鋁，導(dǎo)致最后生成的氧化鋁質(zhì)量減小，測(cè)定結(jié)果偏低；
C．第③步中沉淀未用蒸餾水洗滌，表面有雜質(zhì)氯化鈉、氯化銨，灼燒氯化銨分解，氯化鈉會(huì)導(dǎo)致測(cè)定固體氧化鋁的質(zhì)量增大，測(cè)定結(jié)果偏高；
D．第④步對(duì)沉淀灼燒不充分，得到固體C質(zhì)量增大，測(cè)定結(jié)果偏高，
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)組成含量的測(cè)定，明確工藝流程是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的遷移運(yùn)用能力，難度中等．