Question

3．某固体混合物可能由Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂、AlCl₃、FeCl₂中的一种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数已换算成标准状况下的体积）．

（1）混合物中是否存在FeCl₂否（填“是”或“否”）
（2）混合物中是否存在（NH₄）₂SO₄是（填“是”或“否”），你的判断依据是气体通过浓硫酸减少2.24L．
（3）写出④的离子方程式AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓．
（4）请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl₃（说出你的理由）：是，存在的Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂的质量和小于14.05g，剩余固体一定是AlCl₃．

Answer 1

分析 根据生成气体通过碱石灰体积不变（无酸性气体），而通过浓硫酸体积减小，说明剩余的3.36L气体为氢气，即原固体中一定含有金属Al，且其质量为：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$$\frac{2}{3}$×27 g/mol=2.7 g．生成氨气的物质的量为：$\frac{5.6L-3.36l}{22.4L/mol}$=0.1 mol，则原固体中一定含有 0.1 mol （NH₄）₂SO₄，其质量为6.6g，得到白色沉淀久置不变色，说明无FeCl₂（氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁），因为NaOH过量，所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝，则说明2.90g白色沉淀为Mg（OH）₂，为0.05mol，则固体中MgCl₂为0.05mol，质量为4.75g，无色溶液中有Al与过量NaOH溶液反应后得到的NaAlO₂，以此解答该题．

解答 解：（1）白色沉淀久置不变色，说明无FeCl₂（氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁），
故答案为：否；
（2）气体通过浓硫酸后，体积减少2.24L，说明气体中有NH₃，则原固体中一定含有（NH₄）₂SO₄，
故答案为：是；气体通过浓硫酸减少2.24L；
（3）应④是偏铝酸根与氢离子反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓；
故答案为：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓；
（4）由以上分析可知原固体中一定含有2.7g Al，原固体中一定含有 0.05 mol （NH₄）₂SO₄，其质量为6.6g，固体中MgCl₂为0.05mol，质量为4.75g，三种物质的质量之和刚好等于14.05g，所以一定没有AlCl₃，
故答案为：是，存在的Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂的 质量和小于14.05g，剩余固体一定是AlCl₃．

点评 本题考查无机物的推断，题目难度中等，侧重于元素化合物知识的综合应用，为高考常考查题型，注意根据相关数据进行判断，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．