Question

16．某研究性学习小组为了测定某品牌合金中铝的含量，现设计了如下实验：

已知：（1）该铝合金的主要成分为铝、镁、铜、硅．
（2）常温下，硅能和NaOH发生反应：Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑．
（3）硅酸不溶于水
（4）固体C为Al₂O₃
请回答下列问题：
（1）固体A在潮湿的空气中久置可能会发生一个明显的变化，这个变化是表面生成绿色的铜锈；发生反应的化学方程式为2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）步骤③中洗涤沉淀的实验操作为将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复2到3次；
（3）该样品中铝的质量分数是$\frac{9b}{17a}$×100%（用a、b表示）；
（4）下列因操作不当，会使测定结果偏大的是AC；
A．第③步中沉淀未用蒸馏水洗涤          B．第①步中加入NaOH溶液不足
C．第④步对沉淀灼烧不充分．

Answer 1

分析 铝合金的主要成分为铝、镁、铜、硅加入过量氢氧化钠溶液过滤，固体A为Mg、Cu，溶液M为NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入过量盐酸反应过滤得到固体B为H₂SiO₃，溶液N中为AlCl₃溶液加入过量氨水过滤洗涤得到氢氧化铝沉淀灼烧得到固体C为Al₂O₃；
（1）固体A在潮湿的空气中久置可能会生成铜绿，即碳式碳酸铜，根据元素守恒书写化学方程式；
（2）沉淀的洗涤操作同过滤操作，即将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复2到3次；
（3）分析可知固体C为Al₂O₃，依据铝元素守恒计算；
（4）A．第③步中沉淀未用蒸馏水洗涤，表面有杂质氯化钠、氯化铵，灼烧氯化铵分解，氯化钠对测定结果固体C质量增大； 
B．第①步中加入NaOH溶液不足，铝为全部溶解，测定结果偏低；          
C．第④步对沉淀灼烧不充分，得到固体C质量增大．

解答 解：铝合金的主要成分为铝、镁、铜、硅加入过量氢氧化钠溶液过滤，固体A为Mg、Cu，溶液M为NaAlO₂，Na₂SiO₃，溶液M中加入过量盐酸反应过滤得到固体B为H₂SiO₃，溶液N中为AlCl₃溶液加入过量氨水过滤洗涤得到氢氧化铝沉淀灼烧得到固体C为Al₂O₃；
（1）固体A在潮湿的空气中久置可能会表面生成绿色的铜锈，即碳式碳酸铜，反应的化学方程式为2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃，
故答案为：表面生成绿色的铜锈；2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃；
（2）沉淀的洗涤操作同过滤操作，即将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复2到3次；
故答案为：将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复2到3次；
（3）分析可知bg固体C为Al₂O₃，依据铝元素守恒计算，铝的质量分数=$\frac{\frac{bg}{102g/mol}×2×27g/mol}{ag}$×100%=$\frac{9b}{17a}$×100%；
故答案为：$\frac{9b}{17a}$×100%；
（4）A．第③步中沉淀未用蒸馏水洗涤，表面有杂质氯化钠、氯化铵，灼烧氯化铵分解，氯化钠对测定结果固体C质量增大，铝质量分数增大，故A正确； 
B．第①步中加入NaOH溶液不足，铝为全部溶解，测定结果偏低，故B不符合；          
C．第④步对沉淀灼烧不充分，得到固体C质量增大，铝质量分数增大，故C正确；
故答案为：AC．

点评 本题考查了物质组成的实验测定过程分析判断，物质性质的理解应用，实验基本操作的熟练掌握是解题关键，题目难度中等．