Question

14．某化學興趣小組按照下列流程進行“由鎂鋁合金制備硫酸鋁晶體”的實驗如圖1．

（1）寫出硫酸鋁在水中的電離方程式Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，
（2）鎂鋁合金中加NaOH溶液的離子反應方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，濾液中通入足量CO₂的化學方程式NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃
（3）操作②包含的步驟有蒸發濃縮、冷卻結晶（降溫結晶）、過濾、干燥．
（4）金屬X在CO₂中燃燒的化學方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C
（5）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2裝置，則需要測定的數據（溫度、壓強除外）有氫氣的體積、鎂鋁合金的質量．

Answer 1

分析 鎂不能堿反應，用NaOH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，過慮后將溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進行蒸發結晶，等到目標產物，
（1）硫酸鋁為強電解質；
（2）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應，濾液中含有NaAlO₂，生成氫氧化鋁；
（3）操作Ⅱ包含的步驟有蒸發濃縮、冷卻結晶（降溫結晶）、過濾洗滌、干燥；
（4）鎂和二氧化碳在點燃條件下反應生成氧化鎂和碳；
（5）某興趣小組為測定鎂鋁合金中各組成的質量分數，根據圖象知，能夠測得氫氣體積，根據金屬和氫氣之間的關系式分析知，設計圖1示裝置需要測定的數據有氫氣的體積、鎂鋁合金的質量．

解答 解：鎂不能堿反應，用NaOH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，過慮后將溶解在稀硫酸中，最后將硫酸鋁溶液進行蒸發結晶，等到目標產物，
（1）硫酸鋁為強電解質，在水中的電離方程式為Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-，故答案為：Al₂（SO₄）₃=2Al³⁺+3SO₄^2-；
（2）向鎂鋁合金中加入足量氫氧化鈉溶液，Al和氫氧化鈉溶液生成可溶性的偏鋁酸鈉，鎂不反應，發生反應的離子方程式為2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
濾液中含有NaAlO₂，通入足量CO₂的化學方程式為NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃，
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃+NaHCO₃；
（3）操作Ⅱ包含的步驟有蒸發濃縮、冷卻結晶（降溫結晶）、過濾洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結晶（降溫結晶）；
（4）鎂和二氧化碳在點燃條件下反應生成氧化鎂和碳，反應的化學方程式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2 MgO+C，
故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2 MgO+C；
（5）某興趣小組為測定鎂鋁合金中各組成的質量分數，根據圖象知，能夠測得氫氣體積，根據金屬和氫氣之間的關系式分析知，設計圖1示裝置需要測定的數據有氫氣的體積、鎂鋁合金的質量，
故答案為：氫氣的體積；鎂鋁合金的質量．

點評 本題考查制備實驗方案設計，為高考高頻點，此種題型涉及物質性質、實驗基本操作，明確物質的性質以及基本操作方法是解本題關鍵，熟練掌握元素化合物知識，靈活運用知識解答問題，題目難度中等．