Question

（2010?揭陽模擬）某固體混合物可能由Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂、FeCl₂、AlCl₃ 中的一種或幾種組成，現對該混合物作如下實驗，所得現象和有關數據如圖所示（氣體體積數據已換算成標準狀況下的體積）：

回答下列問題：
（1）寫出反應④的離子方程式

AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓

．
（2）填寫下表中的空白．（注：若混合物中不存在該成分，則“質量”欄中填“0”；畫斜線的表格不需填寫）

成分	質量	判斷依據或計算推理過程
Al	2.7g	2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 54g 67.2L m（Al） 3.36L m（Al）=54g× 3.36L 67.2L =2.7g
（NH4）2SO4	6.6g	（NH4）2SO4+2NaOH=2Na2SO4+2H2O+2NH3↑ 132g 44.8L m[（NH4）2SO4]2.24L m[（NH4）2SO4]=132g× 2.24L 44.8L =6.6g
MgCl2	4.75	MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl 95g58g m[MgCl2]2.9g m[MgCl2]=95g× 2.9g 58g =4.75g
FeCl2	0	Fe（OH）2在空氣中會轉化為紅褐色Fe（OH）3，但步驟③中白色沉淀久置無明顯變化
AlCl3	0	原固體中Al、（NH4）2SO4和MgCl2三種物質的質量之和剛好等于14.05g，所以一定沒有AlCl3

Answer 1

分析：依據混合物做實驗，結合可能含有的物質的性質，根據現象和有關數據進行分析計算：
在過量氫氧化鈉溶液中可以生成氣體，該氣體通過堿性干燥劑堿石灰，體積不變，通過濃硫酸體積減少，證明氣體是氨氣和氫氣，判斷含有鋁與銨鹽；有白色沉淀生成，靜置無變化，Fe（OH）₂ 在空氣中會轉化為紅褐色Fe（OH）₃，判斷一定無氯化亞鐵，一定含有氯化鎂；無色溶液加入適量鹽酸生成白色沉淀，加入過量鹽酸沉淀溶解，只能考慮是氫氧化鋁沉淀，根據Al、（NH₄）₂SO₄和MgCl₂的質量和判斷是否含有AlCl₃．

解答：解：14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液產生氣體，可以是銨鹽和堿反應生成的氨氣，也可以是金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，5.6L氣體通過堿石灰無變化，說明氣體中無與堿石灰反應的氣體，無水蒸氣的存在，通過濃硫酸，氣體剩余3.36L，體積減少5.6L-3.36L=2.24L，結合混合物可能存在的物質可知，一定含有硫酸銨與氫氧化鈉反應生成氨氣為2.24L，剩余的氣體只能是氫氣，體積為3.36L，說明原混合物中一定含有鋁與硫酸銨；
14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液中產生白色沉淀2.9g，久置無變化，Fe（OH）₂ 在空氣中會轉化為紅褐色Fe（OH）₃，判斷一定無氯化亞鐵，由于氫氧化鋁溶于強堿，所以一定含有氯化鎂，所以生成白色沉淀是氫氧化鎂，質量為2.9g；
14.05g固體加入過量的氫氧化鈉溶液得到無色溶液，加入適量鹽酸 會生成沉淀，說明金屬鋁或氯化鋁與過量堿反應生成的偏鋁酸鈉與鹽酸反應生成的氫氧化鋁沉淀，加入過量鹽酸沉淀溶解進一步證明沉淀是氫氧化鋁，綜上所述可知：
（1）反應④是偏鋁酸根與氫離子反應生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓；
故答案為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓；
（2）由上述分析可知：混合物一定含有Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂，故：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
54g                   67.2L
m（Al）               3.36L
所以m（Al）=54g×

3.36L

67.2L

=2.7g                    
（NH₄）₂SO₄+2NaOH=2Na₂SO₄+2H₂O+2NH₃↑
132g                          44.8L
m[（NH₄）₂SO₄]2.24L
所以m[（NH₄）₂SO₄]=132g×

2.24L

44.8L

=6.6g
MgCl₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaCl
95g           58g
m[MgCl₂]2.9g
所以m[MgCl₂]=95g×

2.9g

58g

=4.75g
所以三者質量之和為2.7g+6.6g+4.75g=14.05g，故不含AlCl₃；
故答案為：

成分	質量	判斷依據或計算推理過程
Al	2.7g	2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 54g                                     67.2L m（Al）                             3.36L m（Al）=54g× 3.36L 67.2L =2.7g
（NH4）2SO4	6.6g	（NH4）2SO4+2NaOH=2Na2SO4+2H2O+2NH3↑ 132g                          44.8L m[（NH4）2SO4]2.24L m[（NH4）2SO4]=132g× 2.24L 44.8L =6.6g
MgCl2	4.75g	MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl 95g           58g m[MgCl2]2.9g m[MgCl2]=95g× 2.9g 58g =4.75g
FeCl2	0	Fe（OH）2 在空氣中會轉化為紅褐色Fe（OH）3，但步驟③中白色沉淀久置無明顯變化
AlCl3	0	原固體中Al、（NH4）2SO4和MgCl2三種物質的質量之和剛好等于14.05g，所以一定沒有AlCl3．

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點評：考查物質組成與含量測定、元素化合物性質、化學計算等，綜合性較大，難度較大，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．