Question

某混合金屬粉末，除Mg外，還含有Al、Zn中的一種或兩種，含量都在10%以上．某研究小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該混合金屬粉末中鋁、鋅元素的存在．所用試劑：樣品、pH試紙、稀H₂SO₄、NaOH溶液、稀NH₃?H₂O．該小組探究過程如下：
●查閱資料：

①鎂、鋁、鋅都是銀白色的金屬 ②鋅（Zn）可以與NaOH溶液反應(yīng)生成H2 ③Zn（OH）2為白色固體，難溶于水，可溶于強(qiáng)堿及NH3?H2O ④Zn2+易形成絡(luò)合物如[Zn（NH3）4]2+，該絡(luò)合物遇強(qiáng)酸分解生成Zn2+、NH4+

●提出假設(shè)：
（1）假設(shè)①：該混合金屬粉末中除鎂外還含有______元素
假設(shè)②：該混合金屬粉末中除鎂外還含有______元素
假設(shè)③：該混合金屬粉末中除鎂外還含有鋁、鋅元素
●實(shí)驗(yàn)探究：
甲同學(xué)基于假設(shè)③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下：乙同學(xué)同樣基于假設(shè)③設(shè)計(jì)另一實(shí)驗(yàn)方案如下：

（2）試劑M是______；沉淀B是______．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的方案比甲同學(xué)的好，理由是______．
（4）丁同學(xué)研究了甲、乙兩同學(xué)的方案后，在其中一種方案的基礎(chǔ)上用最簡(jiǎn)便方法測(cè)定了Wg樣品中金屬鎂（Mg）的質(zhì)量，他的方法是______．
（5）操作Ⅰ的主要過程是：在濾液中逐滴加入______，直至生成的沉淀剛好溶解，再加入足量的______．
（6）某溶液中含有Zn²⁺、Al³⁺、NH₄⁺和SO₄^2-等離子，向其中逐滴加入NaOH溶液，則生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積關(guān)系的圖象正確的是______．

Answer 1

解：（1）除Mg外，還含有Al、Zn中的一種或兩種，因此粉末的組成有三種可能，即除Mg外只含Al、只含Zn、或既含Al又含Zn，故答案為：Al；Zn；
（2）由實(shí)驗(yàn)方案可知鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽形成的沉淀分三次分離，第一次為：Mg（OH）₂，試劑M為NaOH溶液，第二次為：Al（OH）₃，鋁鹽和鋅鹽加過量的強(qiáng)堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解又形成了鋁鹽和鋅鹽，鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，實(shí)現(xiàn)了Al（OH）₃沉淀的分離；第三次為Zn（OH）₂，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解，再加入適量的NaOH溶液，形成沉淀，故答案為：NaOH溶液；Al（OH）₃；
（3）對(duì)比甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲比乙多了第一步加稀硫酸，故答案為：步驟簡(jiǎn)單，節(jié)約試劑；
（4）鋅、鋁都能與NaOH溶液反應(yīng)溶解，而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng)，所以只需將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量即可得到鎂的質(zhì)量，故答案為：將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量；
（5）鋁鹽和鋅鹽加過量的強(qiáng)堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解，又形成了鋁鹽和鋅鹽，鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，這樣實(shí)現(xiàn)了Al（OH）₃沉淀的分離，故答案為：稀硫酸；稀氨水；
（6）先發(fā)生的反應(yīng)是Al³⁺和Zn²⁺與OH^-生成沉淀，隨后隨著NaOH的加入，沉淀減少直至消失，此時(shí)是因?yàn)樯�成的沉淀都能溶解在NaOH溶液中，但Al（OH）₃～NaOH，Zn（OH）₂～2NaOH，所以相同物質(zhì)的量的沉淀溶解消耗的NaOH不同，最后NH₄⁺和OH^-反應(yīng)生成NH₃?H₂O，故選：B．
分析：（1）根據(jù)粉末的可能組成，對(duì)粉末進(jìn)行合理的猜想；
（2）根據(jù)甲同學(xué)基于假設(shè)③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，樣品加入酸之后生成了鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽，鎂鹽加過量的強(qiáng)堿生成了沉淀不溶解，而鋁鹽和鋅鹽加過量的強(qiáng)堿先生成了沉淀然后沉淀溶解；而鎂鹽、鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀然后沉淀溶解，由實(shí)驗(yàn)方案可知鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽形成的沉淀分三次分離，第一次為：Mg（OH）₂，試劑M為NaOH溶液，第二次為：Al（OH）₃，鋁鹽和鋅鹽加過量的強(qiáng)堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解，又形成了鋁鹽和鋅鹽，鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，這樣實(shí)現(xiàn)了Al（OH）沉淀的分離；第三次為Zn（OH）₂，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解，再加入適量的NaOH溶液，形成沉淀；
（3）根據(jù)對(duì)比甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲比乙多了第一步加稀硫酸；
（4）鋁鹽和鋅鹽加過量的強(qiáng)堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，在濾液中逐滴加入稀硫酸，直至生成的沉淀剛好溶解，又形成了鋁鹽和鋅鹽，鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀，然后沉淀溶解，鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀，然后沉淀不溶解，這樣實(shí)現(xiàn)了Al（OH）沉淀的分離；
（5）根據(jù)反應(yīng)的先后順序以及量的關(guān)系來分析．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考察了金屬的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，難度較大，尤其是鋅及其化合物性質(zhì)的運(yùn)用．