Question

某鋁合金中含有鎂、銅，為了測定合金中鋁的含量，某研究性學習小組設計了如下步驟：①取該樣品a克，將樣品溶于足量的氫氧化鈉中，過濾；②往第①步的濾液中通入足量的CO₂，產生白色沉淀，過濾；③將沉淀用蒸餾水洗滌后，烘干并灼燒至質量不再減少為止，冷卻后稱量，質量為b克．
回答下列問題：
（1）寫出鎂原子結構示意圖

 

．
（2）步驟①所發(fā)生反應的離子方程式

 

．氫氧化鈉溶液需要足量的原因是

 

．
（3）第③步灼燒過程中可在下列哪種儀器中進行

 

．
A．燒杯　　　　　 B．試管　　　 C．坩堝　　　 D．蒸發(fā)皿
（4）合金中鋁的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（1）根據鎂原子是12個電子，最外層電子為2，結合原子結構寫出示意圖；
（2）根據過量的堿與Al反應生成AlO₂^-和氫氣，氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸強堿溶液中分析；
（3）依據固體灼燒所需要的儀器分析，在坩堝中加熱，坩堝放在泥三角和鐵三角上，用酒精燈加熱，取用坩堝用坩堝鉗； 
（4）根據鋁守恒，最后得到的固體Al₂O₃中鋁的質量就是鋁合金中的鋁的質量，最后求出鋁的質量分數．

解答： 解：（1）鎂原子是12個電子，最外層電子為2，鎂原子結構示意圖為：
故答案為：；
（2）步驟①所發(fā)生反應，取該樣品a克，將樣品溶于足量的氫氧化鈉中生成偏鋁酸鈉溶于和氫氣，反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；氫氧化鈉溶液需要足量是利用氫氧化鋁溶于強堿溶液，鎂、銅不與氫氧化鈉溶液反應，使Al全部反應溶解生成AlO₂^-離子；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，使Al全部反應溶解生成AlO₂^-離子；
（3）固體灼燒所需要的儀器分析，在坩堝中加熱，坩堝放在泥三角和鐵三角上，用酒精燈加熱，取用坩堝用坩堝鉗，因灼燒過程中需要的儀器有：坩堝、坩堝鉗、酒精燈、泥三角、三腳架等，故答案為：C．
（4）因鋁在反應前后守恒，最后得到的固體Al₂O₃中鋁的質量就是鋁合金中的鋁的質量，則鋁的質量為
bg×

27×2

27×2+16×3

=

54b

102

g，所以樣品中鋁的質量分數為：

54b 102 g

ag

×100%=

54b

102a

×100%
故答案為：

54b

102a

×100%；

點評：本題考查了物質分離的方法和實驗過程分析判斷，主要是對于NaAlO₂與CO₂的化學反應方程式，有過量和少量之分，物質性質是解題關鍵，題目較簡單．