Question

5．为了测定某铝土矿（主要成分是Al₂O₃、含杂质Fe₂O₃）的铝元素的含量，设计了如下实验：

（1）步骤③中，用到的仪器有三脚架、酒精灯以及坩埚、泥三角、（坩埚钳）．
（2）写出溶液乙中溶质的一种用途：发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器等等．
（3）反应Ⅰ的化学方程式为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（4）反应II的离子方程式为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）该样品中铝的质量分数是：$\frac{9b}{17a}$×100%（用a、b表示）．
（6）下列因操作不当，会使测定结果偏大的是CD
A．第①步中加入溶液不足             B．第②步中通入CO2不足
C．第②步中的沉淀未用蒸馏水洗涤     D．第③步对沉淀灼烧不充分．

Answer 1

分析 铝土矿（主要成分是Al₂O₃、含杂质Fe₂O₃）中加入氢氧化钠溶液，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，则溶液甲为NaAlO₂溶液，沉淀为Fe₂O₃，滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀，过滤，滤液乙为碳酸氢钠溶液，氢氧化铝灼烧得氧化铝，根据氧化铝的质量可计算得铝元素的质量，据此可确定铝土矿的铝元素的含量，据此答题．

解答 解：铝土矿（主要成分是Al₂O₃、含杂质Fe₂O₃）中加入氢氧化钠溶液，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，则溶液甲为NaAlO₂溶液，沉淀为Fe₂O₃，滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al（OH）₃沉淀，过滤，滤液乙为碳酸氢钠溶液，氢氧化铝灼烧得氧化铝，根据氧化铝的质量可计算得铝元素的质量，据此可确定铝土矿的铝元素的含量，
（1）步骤③为灼烧固体，用到的仪器有三脚架、酒精灯以及坩埚、泥三角、（坩埚钳），
故答案为：坩埚、泥三角、（坩埚钳）；
（2）溶液乙为碳酸氢钠溶液，碳酸氢钠可用作发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器等等，
故答案为：发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器等等；
（3）反应Ⅰ的化学方程式为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（4）反应II的离子方程式为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）根据流程可知，氧化铝的质量为bg，则铝元素的质量为$\frac{54}{102}$×bg=$\frac{27}{51}$×bg，所以样品中铝的质量分数是：$\frac{\frac{27}{51}b}{a}$=$\frac{9b}{17a}$×100%，
故答案为：$\frac{9b}{17a}$×100%；
（6）A．第①步中加入溶液不足，氧化铝未能全溶解，则测得的氧化铝的质量偏小，所以会使测定结果偏小；
 B．第②步中通入CO₂不足，则铝未完全沉淀，会使氧化铝的质量偏小，所以会使测定结果偏小；
C．第②步中的沉淀未用蒸馏水洗涤，表面会有碳酸氢钠杂质，会使氧化铝的质量偏大，所以会使测定结果偏大；    
 D．第③步对沉淀灼烧不充分，则测得的氧化铝的质量偏大，会使测定结果偏大，
故选CD．

点评 本题考查混合物的分离和提纯，侧重考查实验基本操作、元素化合物性质，明确流程图中各个步骤发生的反应及物质分离方法是解本题关键，题目难度不大．