Question

8．某鋁合金（硬鋁）中含有鋁、鎂、銅、硅等成分，為了測定該合金中鋁的質量分數，實驗流程如下：
請回答下列有關問題：
（1）過濾操作的裝置為A（填序號）．

（2）固體2的化學式為Mg（OH）₂．
（3）工業制取固體1中非金屬單質的化學方程式為SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO．
（4）生成溶液2中溶質的離子方程式為Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（5）驗證兩性氫氧化物固體3的洗滌是否干凈的實驗為取洗滌液少許于試管中，加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，證明洗滌干凈．
（6）合金中鋁的質量分數為$\frac{9y}{17m}$×100%．

Answer 1

分析 由測定該合金中鋁的含量流程可知，①加鹽酸，Cu、Si不反應，則過濾得到的固體1為Cu、Si，溶液中含Al³⁺、Mg²⁺，②加足量的NaOH，過濾得到的沉淀為固體2為Mg（OH）₂，溶液中主要含AlO₂^-，③通足量的二氧化碳，反應生成固體3為Al（OH）₃，洗滌灼燒得到yg固體為Al₂O₃，據此分析，
（1）過濾是固體和液體分離的實驗基本操作，在過濾器中過濾，用到的儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗等；
（2）分析可知固體2為氫氧化鎂沉淀；
（3）工業制取固體1中非金屬單質為硅，工業制備硅是利用二氧化硅和碳高溫下反應生成；
（4）生成溶液2中溶質為偏鋁酸鈉，反應是氯化鋁和過量的氫氧化鈉溶液反應生成；
（5）溶液中氫氧化鋁過濾后洗滌液中含有氯離子，利用最后一次洗滌液中加入硝酸銀溶液觀察是否生成白色沉淀設計檢驗；
（6）依據鋁元素守恒計算鋁的質量分數；

解答 解：由測定該合金中鋁的含量流程可知，①加鹽酸，Cu、Si不反應，則過濾得到的固體1為Cu、Si，溶液中含Al³⁺、Mg²⁺，②加足量的NaOH，過濾得到的沉淀為固體2為Mg（OH）₂，溶液中主要含AlO₂^-，③通足量的二氧化碳，反應生成固體3為Al（OH）₃，洗滌灼燒得到yg固體為Al₂O₃，
（1）過濾是固體和液體分離的實驗基本操作，在過濾器中過濾，用到的儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗等，裝置中A為過濾裝置，
故答案為：A；
（2）固體2為氫氧化鎂沉淀，化學式為Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；
（3）工業制取固體1中非金屬單質為硅，工業制備硅是利用二氧化硅和碳高溫下反應生成，反應的化學方程式：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO，
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO；
（4）生成溶液2中溶質為四羥基合鋁酸鈉，反應是氯化鋁和過量的氫氧化鈉溶液反應生成，反應的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（5）溶液中氫氧化鋁過濾后洗滌液中含有氯離子，利用最后一次洗滌液中加入硝酸銀溶液觀察是否生成白色沉淀設計檢驗，步驟為：取洗滌液少許于試管中，加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，證明洗滌干凈，
故答案為：取洗滌液少許于試管中，加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，證明洗滌干凈；
（6）流程中得到氧化鋁沉淀為yg，結合鋁元素守恒計算得到鋁的質量分數=$\frac{\frac{yg}{102g/mol}×2×27g/mol}{mg}$×100%=$\frac{9y}{17m}$×100%，
故答案為：$\frac{9y}{17m}$×100%，

點評 本題考查了物質組成的實驗測定，題目難度中等，明確實驗流程及化學實驗基本操作方法為解題關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生靈活應用基礎知識的能力，是一道質量較好的題目．