Question

13．某鋁合金中含有合金元素鎂、銅、硅，為了測(cè)定該合金中鋁的含量，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題．
（1）稱取a g該合金樣品，將其投入足量稀鹽酸中溶解，過(guò)濾．所得濾液中的陽(yáng)離子是Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；過(guò)濾時(shí)用到的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒．
（2）向上述濾液中加入過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)濾，濾渣成分為：Mg（OH）₂．
（3）向?qū)嶒?yàn)（2）所得濾液中通入足量的CO₂氣體，發(fā)生的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
將所得沉淀過(guò)濾出來(lái)并用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質(zhì)量為b g，則該合金樣品中金屬鋁的含量為$\frac{9b}{26a}$×100%（用含有a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）合金中Al、Mg能和稀鹽酸反應(yīng)，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過(guò)量；過(guò)濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）濾液中含有氯化鋁、氯化鎂及HCl，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，得到沉淀為氫氧化鎂；
（3）實(shí)驗(yàn)（2）所得濾液中含有NaAlO₂、NaCl及過(guò)量的NaOH，通入足量的CO₂氣體，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，得到bg沉淀為氫氧化鋁，根據(jù)Al元素守恒計(jì)算合金中Al的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算合金中Al的含量．

解答 解：（1）合金中Al、Mg能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁、氯化鎂，Cu、Si與稀鹽酸不反應(yīng)，且鹽酸過(guò)量，故所得濾液中的陽(yáng)離子是：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺，過(guò)濾用到的儀器有：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺、H⁺；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）濾液中含有氯化鋁、氯化鎂及HCl，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，得到沉淀為氫氧化鎂，
故答案為：Mg（OH）₂；
（3）實(shí)驗(yàn)（2）所得濾液中含有NaAlO₂、NaCl及過(guò)量的NaOH，通入足量的CO₂氣體，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，發(fā)生的離子方程式為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
得到bg沉淀為氫氧化鋁，根據(jù)Al元素守恒n（Al）=n[Al（OH）₃]=$\frac{bg}{78g/mol}$=$\frac{78}$mol，合金中Al的質(zhì)量為$\frac{78}$mol×27g/mol=$\frac{27b}{78}$g，合金中Al的含量為$\frac{\frac{27b}{78}g}{ag}$×100%=$\frac{9b}{26a}$×100%，
故答案為：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；$\frac{9b}{26a}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量測(cè)定、實(shí)驗(yàn)基本操作、元素化合物性質(zhì)等，難度不大，故關(guān)鍵是理解實(shí)驗(yàn)原理，（3）中學(xué)生容易忽略二氧化碳與堿的反應(yīng)．