Question

某铝合金（硬铝）中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下实验：
（1）取样品a g，称取时使用的仪器名称为

 

．
（2）将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤渣中含有

 

；在溶解过滤时使用的主要仪器有

 

．
（3）往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式：

 

．
（4）在第（3）步的滤液中通入足量CO₂，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g．有关反应的化学方程式为：

 

．
（5）计算该样品中铝的质量分数的表达式为

 

．

Answer 1

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：（1）称量固体需要的仪器为托盘天平；
（2）铝合金（硬铝）中含有镁、铜、硅溶于足量稀盐酸中，过滤，滤渣为铜和硅，滤液为氯化铝、氯化镁，依据溶解过滤装置选择需要的仪器；
（3）往滤液中加入过量NaOH溶液，生成偏铝酸钠，氢氧化镁沉淀，过滤得到滤液为偏铝酸钠，沉淀为氢氧化镁；
（4）偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，灼烧得到氧化铝；
（5）将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g为氧化铝的质量，结合铝元素守恒计算得到质量分数．

解答： 解：（1）称量固体需要的仪器为托盘天平，取样品a g，称取时使用的仪器名称为托盘天平，故答案为：托盘天平；
（2）铝合金（硬铝）中含有镁、铜、硅溶于足量稀盐酸中，过滤，滤渣为铜和硅，滤液为氯化铝、氯化镁，依据溶解过滤装置选择需要的仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒；
故答案为：Cu、Si；漏斗、烧杯、玻璃棒；
（3）往滤液中加入过量NaOH溶液，生成偏铝酸钠，氢氧化镁沉淀，过滤得到滤液为偏铝酸钠，沉淀为氢氧化镁，反应的化学方程式为：MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl，AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O；
故答案为：MgCl₂+2NaOH═Mg（OH）₂↓+2NaCl，AlCl₃+3NaOH═Al（OH）₃↓+3NaCl，Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O；
（4）偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，灼烧氢氧化铝分解得到氧化铝，发生反应为NaAlO₂+CO₂+2H₂O═NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，
故答案为：NaAlO₂+CO₂+2H₂O═NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O；
（5）将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g为Al₂O₃，该样品中铝的质量分数的表达式=

bg 102g/mol ×2×27g/mol

ag

×100%=

9b

17a

×100%，故答案为：

9b

17a

×100%．

点评：本题考查了物质分离提纯的分析判断，主要是实验过程的分析应用，实验基本操作方法和反应离子方程式书写时解题关键，题目较简单．