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4.某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,某同学设计如下试验:
(1)取样品 ag,称取时使用的仪器名称为托盘天平.
(2)将样品溶于足量的稀盐酸中,过滤,滤渣中含有硅、铜,在溶解过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒.
(3)往滤液中加入过量的NaOH溶液、过滤,写出该步操作中有关的离子式H++OH-═H2O、Al3++4 OH-═AlO2-+2 H2O、Mg2++2 OH-═Mg(OH)2↓.
(4)在第( 3 )步的滤液中通入足量CO2,过滤.发生反应的离子方程式是AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次后,烘干并灼烧至质量不再减轻为止,冷却后称量,质量为bg,则原样品中铝的质量分数是$\frac{9b}{17a}$×100%.
(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足,则实验结果偏低(填“高”、“低”或“不影响”,下同);若步骤(5)中滤渣没有洗涤,则实验结果偏高;若滤渣燃烧不充分,则实验结果偏高.

分析 (1)使用托盘天平称取样品质量;
(2)铝与盐酸应生成氯化铝、Mg与盐酸反应生成氯化镁,单质硅和铜不能够和稀盐酸发生反应,留在了滤渣中;溶解、过滤过程需要仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(3)剩余的盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水,氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀与氯化钠,氯化铝与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氯化钠;
(4)过量二氧化碳与偏铝酸钠容易反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠;
(5)所得沉淀为氢氧化铝,加热分解得到氧化铝与水;氧化铝中Al元素质量即为合金中Al的质量,进而计算Al的质量分数;
(6)氢氧化钠溶液不足,生成的氢氧化铝沉淀减少,测定结果偏低;没有洗涤沉淀,导致沉淀的质量偏大,测定生成的氧化铝质量偏大,测定结果偏高,若滤渣燃烧不充分,则实验结果偏高.

解答 解:(1)使用托盘天平称取样品质量,故答案为:托盘天平;
(2)铝与盐酸应生成氯化铝、Mg与盐酸反应生成氯化镁,过滤,滤液中主要含有Al3+、Mg2+,单质硅和铜不能够和稀盐酸发生反应,留在了滤渣中;溶解、过滤过程需要仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒;
故答案为:Cu、Si;烧杯、漏斗、玻璃棒;
(3)剩余的盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠与水,氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀与氯化钠,氯化铝与过量的氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氯化钠,有关离子方程式为:H++OH-═H2O、Al3++4 OH-═AlO2-+2 H2O、Mg2++2 OH-═Mg(OH)2↓,
故答案为:H++OH-═H2O、Al3++4 OH-═AlO2-+2 H2O、Mg2++2 OH-═Mg(OH)2↓;
(4)过量二氧化碳与偏铝酸钠容易反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠,反应离子方程式为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
(5)所得沉淀为氢氧化铝,加热分解得到氧化铝与水,反应方程式为:2Al(OH)3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3 H2O,氧化铝中铝的质量为bg×$\frac{54}{102}$=$\frac{9b}{17}$g,即为ag合金中Al的质量为$\frac{9b}{17}$g,故合金中Al的质量分数=$\frac{\frac{9b}{17}g}{ag}$×100%=$\frac{9b}{17a}$×100%,
故答案为:$\frac{9b}{17a}$×100%;
(6)氢氧化钠溶液不足,生成的氢氧化铝沉淀减少,测定结果偏低;没有洗涤沉淀,导致沉淀的质量偏大,测定生成的氧化铝质量偏大,测定结果偏高,若滤渣燃烧不充分,依据计算式$\frac{9b}{17a}$分析可知b增大,则实验结果偏高,
故答案为:低;高;高.

点评 本题考查物质含量的测定,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,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.按照有关方法进行实验,实验结果偏大的是(  )
A.测定硫酸铜晶体中结晶水的含量,失水后的硫酸铜晶体置于空气中冷却后再称量质量
B.测定中和热实验中,所使用的氢氧化钠稀溶液的物质的量浓度稍大于盐酸
C.配制一定的物质的量浓度溶液的实验中,容量瓶内壁附有蒸馏水
D.用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,开始俯视读数,终点仰视读数

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.某学习小组探究金属与不同酸反应的差异,以及影响反应速率的因素.
实验药品:2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g.
(1)帮助该组同学完成以上实验设计表.
实验目的实验编号温度金属铝的形态酸及浓度
1.实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响
2.实验②和③探究探究温度对反应速率的影响
3.实验②和④探究金属规格(铝片,铝粉)对该反应速率的影响
4.①和⑤实验探究铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异
 ① 
25℃
铝片 
4.0moL/L盐酸
 ② 25℃铝片 2.0moL/L盐酸
 ③ 35℃铝片 2.0moL/L盐酸
 ④ 
25℃
铝粉 
2.0moL/L盐酸
 ⑤ 25℃铝片 2.0moL/L硫酸
(2)该小组同学在对比①和⑤实验时发现①的反应速度都明显比⑤快,你能对问题原因作出哪些假设或猜想(列出一种即可)?Cl-能够促进Al与H+的反应或SO42-对Al与H+的反应起阻碍作用.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.为了测定某未知NaOH溶液的浓度,需要0.200mol•L-1的盐酸溶液500mL.某学生用实验室中常用的36.5%(密度为1.20g•cm-3)的浓盐酸配制所需稀盐酸,并设计了以下步骤完成实验.
(1)请你帮助该同学完成以下各步中的内容,并将其所设计的实验步骤正确排序.
A.用b(从以下备选仪器中选取适当仪器将其序号填入)量(或称)取36.5%(密度为1.19g•cm-3)的浓盐酸8.3ml(填写所需体积或质量).
a.50mL量筒;  b.10mL量筒;   c.托盘天平.
B.将取好的浓盐酸在烧杯中加适量蒸馏水稀释.
C.轻轻振荡后继续加蒸馏水到液面距离仪器刻线1~2cm处.
D.等溶液恢复至室温.
E.将溶液用玻璃棒引流转入500ml容量瓶(填写所需仪器)中,再用适量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次一并转入其中.
F.用胶头滴管加蒸馏水直到溶液液面恰好与刻线相切,塞好瓶塞摇匀即可.
以上各实验步骤的正确排列顺序是ABDECF.
实验序号滴定管液面起始读数滴定管液面终点读数
11.32mL23.36mL
22.26mL24.22mL
(2)准确移取20.00mL待测NaOH溶液于一洁净锥形瓶中,然后用所配标准盐酸溶液进行滴定(以酚酞为指示剂).滴定结果如下表:
根据以上数据计算出未知NaOH溶液的物质的量浓度为0.22mol•L-1(精确到0.01).
(3)下列操作或叙述正确的是BC(填写序号).
A.滴定过程中,眼睛注视滴定管内溶液并使视线与液面的凹面水平.
B.滴定过程中由于摇动锥形瓶使少许溶液溅起沾在瓶内壁,为使测定结果正确,可用少许蒸馏水将其冲入锥形瓶内的溶液中.
C.容量瓶和滴定管在使用前洗净后都要检查是否漏液.
D.向锥形瓶中移取NaOH溶液前,用少许NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次.
(4)下列操作或现象会导致测定结果偏高的是ACE(填写序号).
A.滴定过程中不小心将一滴溶液滴在锥形瓶外;
B.滴定结束时,发现在滴定管尖嘴处有小气泡;   
C.滴定结束后仰视滴定管液面读数;
D.溶液褪色立即读数,摇动锥形瓶后看到溶液红色复出;
E.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗,直接加入标准液进行滴定.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.若某原子在处于能量最低状态时,外围电子排布为3d14s2,则下列说法正确的是(  )
A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子
B.该元素原子核外共有4个能层
C.该元素原子的M能层共有8个电子
D.该元素原子最外层共有3个电子

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.将铜粉放入稀H2SO4中,加热无明显现象,但加入某化合物后,发现铜粉质量逐渐减少,则该化合物不可能是(  )
A.Fe2(SO43B.FeSO4C.KNO3D.Fe3O4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.某烃的一种同分异构体的一氯代物只有一种,该烃的分子式是(  )
A.C6H14B.C5H12C.C4H10D.C3H8

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列说法正确的是(  )
A.在常温常压下,11.2L N2含有的分子数为0.5NA
B.32g O2含原子数目为2NA
C.标准状况下,18g H2O所占的体积为22.4L
D.在同温同压下,相同体积任何气体单质所含的原子数目相同

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14.下列关于芳香族化合物说法正确的是(  )
A.1 molA能与4 mol Ag(NH32OH溶液发生银镜反应
B.核磁共振氢谱图显示有三个吸收峰
C.不能与FeCl3溶液发生显色反应
D.1 mol A能与2 mol NaHCO3完全反应放出CO2

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