Question

某鋁合金中含有單質鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設計了如下實驗流程，請回答有關問題：

（1）步驟1所得固體甲的成分為                 。
（2）步驟2中加足量鹽酸，而不采用通入足量二氧化碳的原因為                                                                      。
（3）步驟3中生成固體丙的離子方程式為                                   ；溶液C中所含有的陽離子符號為                。
（4）步驟4所發生反應的化學方程式為                                     。
（5）現用托盤天平稱取10.0g鋁合金進行上述流程圖所示操作，所得固體丁質量為15.3g，則該鋁合金中鋁的質量分數為                  ；并判斷以下操作對鋁質量分數測定的影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。
a．步驟1中燒堿量不足，則                ；
b．步驟4中灼燒不充分，則                。

Answer 1

(16分)
（1）鎂、銅（2分）
（2）通入二氧化碳得到硅酸與氫氧化鋁的固體混合物，無法將硅、鋁元素分離開來。（2分）
（3）Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺（3分）；Na⁺、NH₄⁺（2分）
（4）2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O（3分）
（5）81.0%（2分）；偏小（1分）；偏大（1分）

解析試題分析：（1）鎂、銅不與燒堿溶液反應，故固體甲的成分為鎂、銅。
（2）氫氧化鋁沉淀可以和鹽酸反應，而不能和二氧化碳反應，故不采用通入足量二氧化碳的原因是通入二氧化碳得到硅酸與氫氧化鋁的固體混合物，無法將硅、鋁元素分離開來。
（3）氫氧化鋁沉淀不再與氨水反應，故步驟3中生成固體丙的離子方程式為Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺。溶液C中所含有的陽離子符號為Na⁺、NH₄⁺。
（4）丙是氫氧化鋁，故反應方程式為2Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3H₂O。
（5）Al→1/2Al₂O₃
27g    51g
m      15.3g
51g×m=27g×15.3g
解得m=8.1g
故10.0g鋁合金中鋁的質量分數為81.0%。
a．步驟1中燒堿量不足，Al反應不完，故偏小。
b．步驟1中灼燒不充分，丁的質量將偏大，故鋁質量分數測定要偏大。
考點：探究物質的組成或測量物質的含量 鋁的化學性質
點評：本題考查學生對實驗與操作原理、物質的分離提純、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與運用知識分析問題解決問題的能力。