Question

將含有Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺等離子的100 mL稀溶液，按下列實(shí)驗步驟逐一進(jìn)行分離．填寫下列空白（各步可使用的試劑限于在NaOH、CO₂、NaCl中選擇）
（1）沉淀A是

 

，沉淀C是

 

（2）加入試劑①是

 

，②是

 

（3）濾液D中通入過量的③，發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

（4）若將沉淀C洗滌、燒灼后所得固體質(zhì)量為6.0g，則原溶液中Mg²⁺ 的物質(zhì)的量濃度為

 

（5）若在100mL2.0mol．L^-1的AlCl₃溶液中加入1mol．L^-1的NaOH 溶液，可得到7.8gAl（OH）₃沉淀，則NaOH溶液的體積為

 

mL．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離、提純的實(shí)驗方案設(shè)計,化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：實(shí)驗設(shè)計題

分析：含有Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺等離子的溶液，加①鹽酸生成沉淀A為AgCl，濾液中含Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺，加②過量NaOH，沉淀C為氫氧化鎂，濾液D中含AlO₂^-、Na⁺，過量③為CO₂，生成沉淀F為Al（OH）₃，濾液F中含NaHCO₃、NaCl，以此來解答．

解答： 解：含有Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺等離子的溶液，加①鹽酸生成沉淀A為AgCl，濾液中含Mg²⁺、Al³⁺、Na⁺，加②過量NaOH，沉淀C為氫氧化鎂，濾液D中含AlO₂^-、Na⁺，過量③為CO₂，生成沉淀F為Al（OH）₃，濾液F中含NaHCO₃、NaCl，
（1）由上述分析可知，沉淀A為AgCl，沉淀C為Mg（OH）₂，故答案為：AgCl；Mg（OH）₂；
（2）由上述分析可知，①為HCl，②為NaOH，故答案為：HCl；NaOH；
（3）濾液D中通入過量的③，發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃，故答案為：NaAlO₂+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+NaHCO₃；
（4）沉淀C洗滌、燒灼后所得固體質(zhì)量為6.0g，即MgO的質(zhì)量為6.0g，n=

6g

40g/mol

=0.15mol，則原溶液中Mg²⁺ 的物質(zhì)的量濃度為

0.15mol

0.1L

=1.5mol/L，故答案為：1.5mol/L；
（5）100mL 2mol/L的AlCl₃溶液中氯化鋁的物質(zhì)的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，若Al元素都轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，則氫氧化鋁沉淀的質(zhì)量=0.2mol×78g/mol=15.6g＞7.8g，說明有兩種情況：一為沉淀不完全，只生成Al（OH）₃沉淀；另一種情況為沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，
n（Al（OH）₃）=

7.8g

78g/mol

=0.1mol，
①若堿不足，由Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓可知，
NaOH的物質(zhì)的量為0.1mol×3=0.3mol，
加入NaOH溶液的體積為

0.3mol

1mol/L

=0.3L=300mL；
②沉淀部分溶解，既生成Al（OH）₃沉淀，又生成NaAlO₂，則：
  Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
0.2mol 0.6mol  0.2mol
          Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O
（0.2-0.1）mol （0.2-0.1）mol
則消耗的堿的物質(zhì)的量為0.6mol+（0.2-0.1）mol=0.7mol，
加入NaOH溶液的體積為

0.7mol

1mol/L

=0.07L=700mL；
故答案為：300或700．

點(diǎn)評：本題考查混合物分離提純實(shí)驗方案的設(shè)計，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重分析、推斷及計算能力的考查，注意流程中的反應(yīng)及氯化鋁與氫氧化鋁的量判斷發(fā)生的反應(yīng)，再結(jié)合反應(yīng)的有關(guān)方程式計算，題目難度中等．