Question

【題目】已知某水泥樣品的主要成分為成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。現(xiàn)一實驗小組利用實驗室中的幾種藥品對該水泥樣品進(jìn)行檢測，以確定其中各金屬元素的含量

（1）取水泥樣品10.0g，加入足量稀鹽酸、氯化銨，使之完全溶解。待充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)仍有不溶物。將沉淀過濾后加熱、干燥，所得固體為________（填化學(xué)式）

（2）在分析水泥樣品溶解過濾后的濾液成分時，實驗小組的同學(xué)認(rèn)為其中含有Ca2+、Al3+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等陽離子，現(xiàn)欲準(zhǔn)確測量各成分含量，需先加入試劑X將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，待濾液中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+后，再向其中加入足量的溶液Y并加熱，可使濾液中的Al3+、Mg2+、Fe3+全部形成沉淀，則溶液Y名稱是________，而試劑X可選用下列物質(zhì)中的__________（填選項）

a. HNO3 b. H2O2 c. KMnO4 d. Zn

（3）若將溶液Y改為氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)所得沉淀共1.008g，比原來減少了0.39g，而這些沉淀能恰好完全溶解于1mol/L,32mL的稀鹽酸中，則上述說法中所涉及的水泥樣品中金屬元素種類及其分別占水泥樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________、_____________、______________

（4）若最初的水泥樣品改為用氫氧化鈉溶液溶解，則可能發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是：________

Answer 1

【答案】 SiO2 氨水 a、b Al: 1.35% Fe: 2.24% Mg:2.4% 2OH—+SiO2=SiO32—+H2O，2OH—+Al2O3=2AlO2—+H2O

【解析】（1）二氧化硅不溶于鹽酸，所得固體為SiO2；（2）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿溶液中，所以沉淀陽離子時應(yīng)該選擇弱堿，則溶液Y名稱是氨水；a.HNO3能氧化亞鐵離子，a正確；b.H2O2能氧化亞鐵離子，b正確；c.KMnO4能氧化亞鐵離子，但同時也氧化氯離子產(chǎn)生氯氣，c錯誤；d.Zn是活潑的金屬，沒有氧化性，d錯誤，答案選ab；（3）減少的質(zhì)量就是被氫氧化鈉溶解的氫氧化鋁，則氫氧化鋁的質(zhì)量是0.39g，物質(zhì)的量是0.39g÷78g/mol＝0.005mol，所以鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。設(shè)氫氧化鎂與氫氧化鐵的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，則58x+107y＝1.008。二者與鹽酸反應(yīng)消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.032mol，則2x+3y＝0.032，解得x＝0.01、y＝0.004，因此鎂、鐵兩種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是、；（4）能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是二氧化硅與氧化鋁，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式分別是2OH－+SiO2＝SiO32－+H2O，2OH－+Al2O3＝2AlO2－+H2O。