Question

某铝合金中含有镁、铜，为了测定合金中铝的含量，某研究性学习小组设计了如下步骤：①取该样品a克，将样品溶于足量的氢氧化钠中，过滤；②往第①步的滤液中通入足量的CO₂，产生白色沉淀，过滤；③将沉淀用蒸馏水洗涤后，烘干并灼烧至质量不再减少为止，冷却后称量，质量为b克．
回答下列问题：
（1）写出镁原子结构示意图

 

．
（2）步骤①所发生反应的离子方程式

 

．氢氧化钠溶液需要足量的原因是

 

．
（3）第③步灼烧过程中可在下列哪种仪器中进行

 

．
A．烧杯　　　　　 B．试管　　　 C．坩埚　　　 D．蒸发皿
（4）合金中铝的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）根据镁原子是12个电子，最外层电子为2，结合原子结构写出示意图；
（2）根据过量的碱与Al反应生成AlO₂^-和氢气，氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸强碱溶液中分析；
（3）依据固体灼烧所需要的仪器分析，在坩埚中加热，坩埚放在泥三角和铁三角上，用酒精灯加热，取用坩埚用坩埚钳； 
（4）根据铝守恒，最后得到的固体Al₂O₃中铝的质量就是铝合金中的铝的质量，最后求出铝的质量分数．

解答： 解：（1）镁原子是12个电子，最外层电子为2，镁原子结构示意图为：
故答案为：；
（2）步骤①所发生反应，取该样品a克，将样品溶于足量的氢氧化钠中生成偏铝酸钠溶于和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；氢氧化钠溶液需要足量是利用氢氧化铝溶于强碱溶液，镁、铜不与氢氧化钠溶液反应，使Al全部反应溶解生成AlO₂^-离子；
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，使Al全部反应溶解生成AlO₂^-离子；
（3）固体灼烧所需要的仪器分析，在坩埚中加热，坩埚放在泥三角和铁三角上，用酒精灯加热，取用坩埚用坩埚钳，因灼烧过程中需要的仪器有：坩埚、坩埚钳、酒精灯、泥三角、三脚架等，故答案为：C．
（4）因铝在反应前后守恒，最后得到的固体Al₂O₃中铝的质量就是铝合金中的铝的质量，则铝的质量为
bg×

27×2

27×2+16×3

=

54b

102

g，所以样品中铝的质量分数为：

54b 102 g

ag

×100%=

54b

102a

×100%
故答案为：

54b

102a

×100%；

点评：本题考查了物质分离的方法和实验过程分析判断，主要是对于NaAlO₂与CO₂的化学反应方程式，有过量和少量之分，物质性质是解题关键，题目较简单．