Question

某鋁合金（硬鋁）中含有鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，有人設計了如圖所示實驗：（已知：硅不與鹽酸和水反應）

（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①的試劑X應選擇______ （填“NaOH溶液”“鹽酸”“FeCl₃溶液”）；步驟②的操作是______，得到固體Ⅱ反應的離子方程式為______．
（2）固體Ⅲ的化學式為______；步驟④反應的化學方程式為______．
（3）該鋁合金中鋁的質量分數(shù)是______．
（4）步驟④中的沉淀沒有用蒸餾水洗滌時，會使測定結果______（填“偏高”“偏低”“不影響”）．

Answer 1

解：（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉化為鹽溶液，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，F(xiàn)eCl₃溶液與Cu反應，故試劑X應選擇鹽酸；
由流程圖可知，步驟②是將鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉化為偏鋁酸根，進行固液分離，應是過濾；
固體沉淀Ⅱ是氫氧化鎂，鎂離子與氫氧根反應生成氫氧化鎂沉淀，反應離子方程式為Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
故答案為：鹽酸；過濾；Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓；
（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）最后的固體bg是氧化鋁，氧化鋁中鋁的質量為bg×=bg，即為ag合金中Al的質量為bg，故合金中Al的質量分數(shù)×100%=%，故答案為：%；
（4）氫氧化鋁沉淀會附著碳酸鈉、氯化鈉等物質，氫氧化鋁沉淀沒有用蒸餾水洗滌，導致加熱生成的氧化鋁的質量偏大，使測定的合金中鋁的質量增大，測定合金中鋁的質量分數(shù)偏高，
故答案為：偏高．
分析：（1）若固體Ⅰ中含有銅和硅，步驟①是將Mg、Al轉化為鹽溶液，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是將鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀除去，將鋁離子轉化為偏鋁酸根，進行固液分離，應是過濾；
固體沉淀Ⅱ是氫氧化鎂，鎂離子與氫氧根反應生成氫氧化鎂沉淀；
（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）最后的固體bg是氧化鋁，計算氧化鋁中鋁的質量，即為ag合金中Al的質量，再根據質量分數(shù)定義計算合金中Al的質量分數(shù)；
（4）氫氧化鋁沉淀會附著碳酸鈉、氯化鈉等物質，氫氧化鋁沉淀沒有用蒸餾水洗滌，導致加熱生成的氧化鋁的質量偏大，使測定的合金中鋁的質量增大．
點評：本題考查學生對實驗與操作原理、物質的分離提純、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與運用知識分析問題解決問題的能力．