Question

【題目】某化學興趣小組按照下列流程進行“鎂鋁合金制備硫酸鋁晶體”的實驗。

(1)硫酸鋁在水中電離的方程式為_____________。寫出鎂鋁合金與NaOH溶液反應的離子方程式____________，金屬X的化學式為__________。

(2)操作①—③操作中均含有的一個操作的名稱是______。

(3)從經濟角度，流程中第一次加入稀硫酸最好改為_______(填化學式)。

(4)該興趣小組為測定鎂鋁合金中各組成的質量分數，設計如圖裝置。

①加入樣品的質量為a克，為了測定數據準確，反應完全后，進行讀數時，要注意_______(寫一點)；

②若氣體體積為x L(標況下)，則樣品中鋁的質量分數為______。

Answer 1

【答案】Al2(SO4)3=2Al3++3SO42- 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ Mg 過濾 CO2 冷卻到室溫進行讀數；或視線與凹液面最低處相切；或調節量筒高度使得其液面與水槽液面相平 45x/56a 或9x/11.2a

【解析】

鎂不能與堿反應，用氫氧化鈉溶液先將鎂鋁分離并得到偏鋁酸鈉溶液，對濾液進行酸化得到氫氧化鋁沉淀，過濾后將其溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進行蒸發結晶等得到目標產物，據此解答。

(1)硫酸鋁在溶液中完全電離，則硫酸鋁在水中電離的方程式為Al2(SO4)3＝2Al3++3SO42-。鎂鋁合金與NaOH溶液反應時鎂不反應，鋁反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式2Al+2OH-+6H2O＝2[Al(OH)4]-+3H2↑，金屬X是鎂，化學式為Mg。

(2)操作①～③操作中均含有的一個操作的名稱是過濾。

(3)由于碳酸也能與偏鋁酸鹽反應產生氫氧化鋁，則從經濟角度，流程中第一次加入稀硫酸最好改為CO2。

(4)①由于氣體的體積受溫度和壓強影響大，則反應完全后，進行讀數時，要注意冷卻到室溫進行讀數，視線與凹液面最低處相切，調節量筒高度使得其液面與水槽液面相平；

②若氣體體積為x L(標況下)，即氫氣的物質的量是x/22.4 mol，則根據方程式可知鋁的物質的量是 mol×，則樣品中鋁的質量分數為。