题目内容

某铝合金(硬铝)中含有铝、镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,有人设计了如图实验:(已知:硅不与盐酸和水反应)

(1)若固体Ⅰ中含有铜和硅,步骤①的试剂X应选择
 
 (填“NaOH溶液”“盐酸”“FeCl3溶液”);步骤②的操作是
 
,反应的离子方程式为
 
,
 
.
(2)固体Ⅲ的化学式为
 
步骤④反应的化学方程式为
 
.
(3)步骤④中的沉淀没有用蒸馏水洗涤时,会使测定结果
 
 (填“偏高”“偏低”“不影响”)
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:
分析:由测定该合金中铝的含量流程可知,①加盐酸,Cu、Si不反应,则过滤得到的固体为Cu、Si,溶液中含Al3+、Mg2+,②加足量的NaOH,过滤得到的沉淀为Mg(OH)2,溶液中主要含AlO2-,③通足量的二氧化碳,反应生成Al(OH)3,④灼烧得到Al2O3,然后结合物质的性质及化学用语来解答.
(1)若固体Ⅰ中含有铜和硅,步骤①是将Mg、Al转化为盐溶液,除去不溶的Cu、Si,步骤①的试剂X不能与Cu、Si;
由流程图可知,步骤②是将镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去,将铝离子转化为偏铝酸根离子,进行固液分离,应是过滤;
(2)由流程图可知,步骤②的溶液中,通入二氧化碳,将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀,加热灼烧氢氧化铝沉淀,氢氧化铝分解生成氧化铝与水;
(3)氢氧化铝沉淀会附着碳酸钠、氯化钠等物质,氢氧化铝沉淀没有用蒸馏水洗涤,导致加热生成的氧化铝的质量偏大,使测定的合金中铝的质量增大.
解答: 解:(1)若固体Ⅰ中含有铜和硅,步骤①是将Mg、Al转化为盐溶液,除去不溶的Cu、Si,步骤①的试剂X不能与Cu、Si,NaOH溶液与Si反应,FeCl3溶液与Cu反应,故试剂X应选择盐酸;由流程图可知,步骤②是将镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去,将铝离子转化为偏铝酸根离子,进行固液分离,应是过滤;
镁离子与氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀,反应离子方程式为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,铝离子转化为偏铝酸根离子,离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
故答案为:盐酸;过滤;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
(2)由流程图可知,步骤②的溶液中,通入二氧化碳,将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀,加热灼烧氢氧化铝沉淀,氢氧化铝分解生成氧化铝与水,反应方程式为2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O,故固体Ⅲ是Al2O3,
故答案为:Al2O3;2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O;
(3)氢氧化铝沉淀会附着碳酸钠、氯化钠等物质,氢氧化铝沉淀没有用蒸馏水洗涤,导致加热生成的氧化铝的质量偏大,使测定的合金中铝的质量增大,测定合金中铝的质量分数偏高,故答案为:偏高.
点评:本题考查学生对实验与操作原理、物质的分离提纯、物质含量的测定、化学计算等,难度中等,清楚实验原理是解题的关键,是对所学知识的综合运用,需要学生具备扎实的基础与运用知识分析问题解决问题的能力.
练习册系列答案
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已知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E<F<G.其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的晶体类型在同周期的单质中没有相同的;F的原子序数为26,F原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物.G原子核外最外层电子数与B相同,其余各层电子均充满.请根据以上信息,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E、F、G用所对应的元素符号表示)

(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为
 
.(用元素符号表示)
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点
 
(填高或低),理由是
 
.
(3)A的氢化物分子中心原子采取
 
杂化,分子的空间构型是
 
.
(4)A、G形成某种化合物的晶胞结构如图1所示,则其化学式为
 
;(每个球均表示1个原子,黑色的为A原子)
(5)F元素原子的核外价电子排布式是
 
;F的一种常见配合物F(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂.据此可判断F(CO)5的晶体类型为
 
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.
(6)金属F单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图2所示.体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的F原子个数之比为
 
.

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