Question

某合金，除Cu外还含有Mg、Al、Zn中的二种或三种．某小组设计实验探究该合金组成，所用试剂：样品、pH试纸、稀H₂SO₄、NaOH溶液、稀NH₃?H₂O．该小组探究过程如下：
查阅资料：
①Mg、Al、Zn都是白色金属，Cu为光亮红色金属；
②锌可以与NaOH溶液反应生成H₂，Zn转化为ZnO22-离子；
③Zn（OH）₂白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH₃?H₂O；
④Zn²⁺易形成络合物如[Zn(NH3)4]2+，该络合物遇强酸分解生成Zn²⁺、NH4+；
⑤Cu与稀H₂SO₄或NaOH溶液不反应．
提出假设：
（1）假设1：该合金中除Cu外还含

 

金属．
（2）假设2：该合金中除Cu外还含

 

金属．
（3）假设3：该合金中除Cu外还含

 

金属．
（4）假设4：该合金中除Cu外还含Mg、Al、Zn三种金属．
实验探究：
甲、乙同学基于假设4分别设计实验方案如下：

（5）试剂M是

 

（填化学式）沉淀C是

 

（填化学式）．
（6）写出操作I形成络合物的离子反应式：

 

、

 

．
（7）丙同学研究了甲、乙两同学的方案后，用最简介的方法测定了Wg样品中的Mg、Cu质量分数，他的方法是：

 

．

Answer 1

分析：某合金，除Cu外还含有Mg、Al、Zn中的二种或三种，实验探究该混合金属粉末中除铜外探究镁、铝、锌金属的存在，（1）、（2）（3）可分别假设含Cu、Mg、Al，或假设含Cu、Mg、Zn，或假设含有Cu、Al、Zn，或含有Cu、Al、Mg、Zn，以此验证；
（5）依据物质性质和流程转化关系分析判断，甲流程中沉淀A为Cu，滤液是硫酸铝或硫酸镁或硫酸锌，或他们的混合物组成，依据物质性质M为一水合氨，反应后沉淀B为Al（OH）₃和Mg（OH）₂，加入试剂N为氢氧化钠溶液，过滤得到沉淀为Mg（OH）₂；
（6）乙实验流程中，样品中加入氢氧化钠溶液，铝、锌溶解生成AlO₂^-、ZnO₂^2-，沉淀F为Mg、Cu；加入稀硫酸反应得到沉淀A为Cu，操作Ⅰ是加入稀硫酸反应生成Zn²⁺、Al³⁺，加入过量一水合氨生成Al（OH）₃，Zn（NH₃）₄²⁺，据此写出离子方程式；
（7）依据流程分析可知A为Cu，F为Cu、Mg，所以AF洗涤干燥称量后直接相减得到Mg的质量，得到Wg样品中的Mg、Cu质量分数．

解答：解：某合金，除Cu外还含有Mg、Al、Zn中的二种或三种，实验探究该混合金属粉末中除铜外探究镁、铝、锌金属的存在；
（1）可假设含Cu、Mg、Al，故答案为：Mg、Al；
（2）假设含Cu、Mg、Zn，故答案为：Mg、Zn；
（3）假设含有Cu、Al、Zn，故答案为：Al、Zn；
（4）或含有Cu、Al、Mg、Zn，
（5）甲流程中沉淀A为Cu，滤液是硫酸铝或硫酸镁或硫酸锌，或他们的混合物组成，依据物质性质M为一水合氨，反应后沉淀B为Al（OH）₃和Mg（OH）₂，加入试剂N为氢氧化钠溶液，过滤得到沉淀为Mg（OH）₂，滤液加入适量硫酸生成沉淀D为Al（OH）₃，
故答案为：NH₃?H₂O；Mg（OH）₂；
（6）乙实验流程中，样品中加入氢氧化钠溶液，铝、锌溶解生成AlO₂^-、ZnO₂^2-，沉淀F为Mg、Cu；加入稀硫酸反应得到沉淀A为Cu，操作Ⅰ是加入稀硫酸反应生成Zn²⁺、Al³⁺，加入过量一水合氨生成Al（OH）₃，Zn（NH₃）₄²⁺，反应的离子方程式为：ZnO₂^2-+4H⁺=Zn²⁺+2H₂O，Zn²⁺+4NH₃?H₂O=Zn（NH₃）₄²⁺+4H₂O，
故答案为：ZnO₂^2-+4H⁺=Zn²⁺+2H₂O；Zn²⁺+4NH₃?H₂O=Zn（NH₃）₄²⁺+4H₂O；
（7）依据流程分析可知A为Cu，F为Cu、Mg，所以AF洗涤干燥称量后直接相减得到Mg的质量，得到Wg样品中的Mg、Cu质量分数，操作为将沉淀A、F洗涤，小心干燥，分别称量，
故答案为：将沉淀A、F洗涤，小心干燥，分别称量．

点评：本题考查了物质组成的实验探究和性质应用，注意流程分析和试剂选择，沉淀成分的判断，掌握物质性质和实验过程分析是解题关键，题目难度中等．