Question

10．某铝合金中含有合金元素铁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题．
①称取m g该合金样品，将其投入足量稀盐酸中溶解，过滤．过滤时用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
②向上述滤液中加入过量的NaOH溶液后过滤，再向所得滤液中通入足量的CO₂气体，发生的离子方程式为：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；将所得沉淀过滤出来并用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为n g，则该合金样品中金属铝的含量为$\frac{9n}{17m}$×100%（用含有m、n的式子表示）．

Answer 1

分析 ①铝合金中含有合金元素铁、铜、硅，铝、铁能和稀盐酸反应，Cu、Si与稀盐酸不反应，且盐酸过量，过滤除去铜硅，过滤用到的仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；
②向上述滤液中加入过量的NaOH溶液后发生反应过滤，得到氢氧化亚铁沉淀和偏铝酸钠溶液，再向所得滤液中通入足量的CO₂气体发生反应为二氧化碳和过量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，将所得沉淀氢氧化铝过滤出来并用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为n g，为Al₂O₃，依据铝元素守恒计算含量．

解答 解：铝合金中含有合金元素铁、铜、硅，铝、铁能和稀盐酸反应，Cu、Si与稀盐酸不反应，且盐酸过量，过滤除去铜和硅，得到氯化亚铁和氯化铝的混合溶液，过滤用到的仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；
②向上述滤液中加入过量的NaOH溶液后发生反应过滤，得到氢氧化亚铁沉淀和偏铝酸钠溶液，再向所得滤液中通入足量的CO₂气体发生反应为二氧化碳和过量的氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，将所得沉淀氢氧化铝过滤出来并用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为n g，为Al₂O₃，物质的量n=$\frac{ng}{102g/mol}$=$\frac{n}{102}$mol，依据铝元素守恒计算，则该合金样品中金属铝的含量=$\frac{\frac{n}{102}mol×2×27g/mol}{mg}$×100%=$\frac{9n}{17m}$×100%，
故答案为：OH^-+CO₂=HCO₃^-、AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，$\frac{9n}{17m}$×100%．

点评 本题考查物质含量测定、实验基本操作、元素化合物性质等，难度不大，关键是理解实验原理，题目容易忽略二氧化碳与碱的反应．