某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組擬對(duì)一種焰火原料(由兩種短周期的常見(jiàn)金屬單質(zhì)組成的合金粉末)進(jìn)行探究。請(qǐng)完成下列探究報(bào)告。
【探究目的】探究該焰火原料的組成
【資料檢索】①M(fèi)g2+檢驗(yàn)方法:取2滴待檢液,加入2滴2mol·L-1NaOH溶液,再加入1滴鎂試劑(Ⅰ)染料(對(duì)硝基苯偶氮苯二酚)。若出現(xiàn)沉淀并吸附鎂試劑(Ⅰ)染料呈天藍(lán)色,表示待檢液中含有Mg2+。Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+會(huì)妨礙Mg2+檢出
②Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液,其他的常見(jiàn)不溶堿難溶于氯化銨
③很多合金是金屬互化物,有確定的化學(xué)組成
【探究思路】①確定焰火原料所含金屬種類;②測(cè)定焰火原料的化學(xué)式
【實(shí)驗(yàn)探究】
(1)甲同學(xué)進(jìn)行了初步試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表。
試驗(yàn)序號(hào) |
實(shí) 驗(yàn) 步 驟 |
實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 |
結(jié) 論 |
① |
取少量該焰火原料加入冷水 |
無(wú)明顯現(xiàn)象 |
________________ |
② |
取少量該焰火原料加入稀鹽酸 |
完全溶解,有大量氣體 |
_________________ |
(2)乙同學(xué)取甲第②組實(shí)驗(yàn)的溶液,加入鎂試劑(Ⅰ)染料,得出合金中不含鎂。
乙的結(jié)論________________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)。判斷理由為
(3)丙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,確定焰火原料中的金屬種類,實(shí)驗(yàn)記錄如下。
由丙的實(shí)驗(yàn)記錄可知,該焰火原料是由_______和_________兩種金屬組成的合金;實(shí)驗(yàn)中濾液加入足量
氫氧化鈉溶液后需煮沸,煮沸的理由是______________________________。
(4)丁同學(xué)利用丙同學(xué)的結(jié)論,設(shè)計(jì)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟,確定合金組成。
問(wèn)題討論:
①能確定合金組成的數(shù)據(jù)組有______________(填寫(xiě)選項(xiàng)字母);
A.m、n B.m、y C.n、y
②若合金中相對(duì)原子質(zhì)量較小的金屬的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x,金屬總物質(zhì)的量為7mol,試在下圖中作出y隨x變化的曲線;
③當(dāng)y=8.5mol時(shí),該合金是一種金屬互化物,其化學(xué)式為_(kāi)_______________
(1)①不含鋰(Li)、鈉(Na)等活潑金屬
②可能含鈹(Be)、鎂(Mg)、鋁(Al)三種金屬中的任意兩種金屬
(2)錯(cuò)誤;由資料知,反應(yīng)必須在堿性條件下進(jìn)行
(3)鋁(或Al);鎂(或Mg)(順序可互換);將NH4+轉(zhuǎn)化為NH3,煮沸促進(jìn)其逸出,防止NH4+干擾Mg2+檢驗(yàn)
(4)①ABC
②見(jiàn)下圖
③Mg4Al3
【解析】
試題分析:(1)①原料加入冷水無(wú)現(xiàn)象表明不含Li、Na等活潑金屬;
②原料與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體表明含有能與鹽酸反應(yīng)的較活潑的金屬,例如鈹(Be)、鎂(Mg)、鋁(Al)三種金屬中的任意兩種金屬。
(2)第②組實(shí)驗(yàn)所得的溶液含有過(guò)量鹽酸,加入2滴NaOH溶液則不會(huì)產(chǎn)生沉淀,從而不能吸附鎂試劑(I)染料呈天藍(lán)色,所以不能檢驗(yàn)不出Mg2+,要檢驗(yàn)鎂離子反應(yīng)需要在解析條件下完成。
(3)合金能溶于鹽酸,其溶液中滴加氨水生成白色沉淀。向白色沉淀中滴加過(guò)量的飽和氯化銨溶液,白色沉淀部分溶解,且剩余的白色沉淀既能和氫氧化鈉溶液反應(yīng),也能和鹽酸反應(yīng)。因此根據(jù)Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液可知,該白色沉淀一定是由氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的。由于Mg(OH)2可溶于濃的氯化銨溶液,因此用鎂試劑(Ⅰ)染料檢驗(yàn)Mg2+時(shí)要排除NH4+的干擾,所以濾液加入足量氫氧化鈉溶液將NH4+轉(zhuǎn)化為NH3,煮沸將氨氣趕出,目的是防止NH4+干擾Mg2+的檢驗(yàn)(或排除溶液中NH4+的干擾)。(4)①鎂和鋁都能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,根據(jù)氫氣的體積結(jié)合合金總質(zhì)量可確定合金的組成。加入過(guò)量氫氧化鈉得到的沉淀為氫氧化鎂,灼燒后可得到氧化鎂,根據(jù)氧化鎂的質(zhì)量可知鎂的質(zhì)量,則可知鋁的質(zhì)量,已知鎂的質(zhì)量和鎂鋁生成氫氣的體積可知鋁的質(zhì)量,則A、B、C都可測(cè)定合金的組成,故答案為:A、B、C。
②若合金中相對(duì)原子質(zhì)量較小的金屬的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x,金屬總物質(zhì)的量為7mol,相對(duì)分子質(zhì)量較小的為鎂。若x=0,則全被為鋁,7mol鋁反應(yīng)生成10.5mol氫氣;如全被為鎂,即x=7,則生成氫氣7mol,所以圖象為。
③設(shè)合金中鎂和鋁的物質(zhì)的量分別是a和b,則a+b=7mol、a+1.5b=8.5mol,解得a=4mol、b=3mol,所以合金的組成是Mg4Al3。
考點(diǎn):考查物質(zhì)含量的測(cè)定、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、物質(zhì)檢驗(yàn)以及數(shù)據(jù)、圖像分析等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
2- 3 |
2- 4 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 9.2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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