题目内容
为测定某铁铝合金中铝的质量分数，某研究性学习小组设计了如下实验操作过程：称取该合金1.0g，放入烧杯中加足量盐酸，盖上表面皿，使其充分反应；反应停止，经冷却向其中加入过量NaOH溶液，充分放置后过滤，对滤出的沉淀经洗涤在空气中加热灼烧至恒重，得到固体物1.2g．试回答：
（1）实验中以表面皿盖烧杯的原因 ．
（2）加入过量NaOH溶液的作用 ．
（3）加入NaOH溶液后充分静置的作用 ．
（4）实验室洗涤沉淀所需要的玻璃仪器有 ；判断上边流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 ；加热灼烧时，用于盛放固体的仪器名称是 ．
（5）请你帮助他们计算合金中铝的质量分数 ．
（6）想一想，还可用什么方法来测定Al的质量分数？（写出一种方案即可） ．
（1）实验中以表面皿盖烧杯的原因
（2）加入过量NaOH溶液的作用
（3）加入NaOH溶液后充分静置的作用
（4）实验室洗涤沉淀所需要的玻璃仪器有
（5）请你帮助他们计算合金中铝的质量分数
（6）想一想，还可用什么方法来测定Al的质量分数？（写出一种方案即可）
考点：探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验探究和数据处理题
分析：铁铝合金中加入足量盐酸，生成氯化亚铁和氯化铝及氢气，向反应后溶液中加入足量氢氧化钠，亚铁离子最终形成氢氧化铁沉淀，铝离子形成偏铝酸钠，过滤，得到氢氧化铁沉淀，灼烧得到氧化铁，根据氧化铁的质量计算铁的质量，进而计算铝的质量分数．
（1）铝属于活泼金属，与盐酸反应剧烈，防止液体溅出，影响测定结果；
（2）根据实验目的分析加入过量氢氧化钠的作用；
（3）氢氧化钠和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化成氢氧化铁；
（4）根据洗涤操作分析；根据沉淀表面附有杂质，采取相应的检验方法；灼烧固体在坩埚中进行；
（5）根据氧化铁的质量计算铁的质量，进而可计算出铝的质量和质量分数；
（6）还可根据铝和氢氧化钠附有，而铁不反应，设计测定铝的方法．
（1）铝属于活泼金属，与盐酸反应剧烈，防止液体溅出，影响测定结果；
（2）根据实验目的分析加入过量氢氧化钠的作用；
（3）氢氧化钠和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化成氢氧化铁；
（4）根据洗涤操作分析；根据沉淀表面附有杂质，采取相应的检验方法；灼烧固体在坩埚中进行；
（5）根据氧化铁的质量计算铁的质量，进而可计算出铝的质量和质量分数；
（6）还可根据铝和氢氧化钠附有，而铁不反应，设计测定铝的方法．
解答：
解：（1）铝属于活泼金属，与盐酸反应剧烈，防止液体溅出，影响测定结果，故用表面皿盖住烧杯；故答案为：防止液体溅出，影响测定结果；
（2）向反应后溶液中加入足量氢氧化钠，亚铁离子最终形成氢氧化铁沉淀，铝离子形成偏铝酸钠，过滤，得到氢氧化铁沉淀，灼烧得到氧化铁，根据氧化铁的质量计算铁的质量，进而计算铝的质量分数，故答案为：使铝元素全部进入溶液而与氢氧化铁分离；
（3）氢氧化钠和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化成氢氧化铁，加入NaOH溶液后充分静置的作用，是保证氢氧化亚铁被空气中的氧气充分氧化为氢氧化铁，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2=4Fe（OH）3，故答案为：保证氢氧化亚铁被空气中的氧气充分氧化为氢氧化铁；
（4）洗涤沉淀在过滤器中进行，具体操作为，用玻璃棒引流注入蒸馏水，浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2-3次，故所用玻璃仪器为：烧杯、玻璃棒、漏斗；氢氧化铁沉淀表面附有杂质氯离子，可检验最后一次洗液中是否存在氯离子，具体方法为：取最后一次洗液少许，加入硝酸酸化的硝酸银，若无沉淀生成，证明洗涤干净；灼烧固体在坩埚中进行，故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；硝酸酸化的硝酸银溶液；坩埚；
（5）1.2g固体为氧化铁的质量，则氧化铁的物质的量为：
=0.0075mol，铁的物质的量为：0.015mol，质量为：0.015mol×56g/mol=0.84g，铝的质量为：1.0g-0.84g=0.16g，铝的质量分数为：
×100%=16%，故答案为：16%；
（6）铝和氢氧化钠反应，而铁和氢氧化钠不反应，故可用氢氧化钠和样品反应，通过测量反应后剩余金属铁的质量来计算铝的质量分数，具体方案为：将一定质量的合金溶解于过量的氢氧化钠溶液中，过滤、洗涤、干燥得固体，最后称得质量即为铁的质量，从而求得铝的质量，进而得到铝的质量分数，
故答案为：将一定质量的合金溶解于过量的氢氧化钠溶液中，过滤、洗涤、干燥得固体，最后称得质量即为铁的质量，从而求得铝的质量，进而得到铝的质量分数．
（2）向反应后溶液中加入足量氢氧化钠，亚铁离子最终形成氢氧化铁沉淀，铝离子形成偏铝酸钠，过滤，得到氢氧化铁沉淀，灼烧得到氧化铁，根据氧化铁的质量计算铁的质量，进而计算铝的质量分数，故答案为：使铝元素全部进入溶液而与氢氧化铁分离；
（3）氢氧化钠和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，易被氧化成氢氧化铁，加入NaOH溶液后充分静置的作用，是保证氢氧化亚铁被空气中的氧气充分氧化为氢氧化铁，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2=4Fe（OH）3，故答案为：保证氢氧化亚铁被空气中的氧气充分氧化为氢氧化铁；
（4）洗涤沉淀在过滤器中进行，具体操作为，用玻璃棒引流注入蒸馏水，浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2-3次，故所用玻璃仪器为：烧杯、玻璃棒、漏斗；氢氧化铁沉淀表面附有杂质氯离子，可检验最后一次洗液中是否存在氯离子，具体方法为：取最后一次洗液少许，加入硝酸酸化的硝酸银，若无沉淀生成，证明洗涤干净；灼烧固体在坩埚中进行，故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；硝酸酸化的硝酸银溶液；坩埚；
（5）1.2g固体为氧化铁的质量，则氧化铁的物质的量为：
| 1.2g |
| 160g/mol |
| 0.16g |
| 1.0g |
（6）铝和氢氧化钠反应，而铁和氢氧化钠不反应，故可用氢氧化钠和样品反应，通过测量反应后剩余金属铁的质量来计算铝的质量分数，具体方案为：将一定质量的合金溶解于过量的氢氧化钠溶液中，过滤、洗涤、干燥得固体，最后称得质量即为铁的质量，从而求得铝的质量，进而得到铝的质量分数，
故答案为：将一定质量的合金溶解于过量的氢氧化钠溶液中，过滤、洗涤、干燥得固体，最后称得质量即为铁的质量，从而求得铝的质量，进而得到铝的质量分数．
点评：本题考查了铁铝合金中铝元素质量分数的测定，中等难度，注意分析测定原理和基本操作．
练习册系列答案
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下列对该反应的叙述错误的是（ ）
下列对该反应的叙述错误的是（ ）
| A、该反应属于分解反应 |
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| C、该反应主要是将化学能转变为热能和动能 |
| D、在反应中高氯酸铵只作氧化剂 |
