(2011?云浮模擬)某混合金屬粉末,除Mg外,還含有Al、Zn中的一種或兩種,含量都在10%以上.某研究小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該混合金屬粉末中鋁、鋅元素的存在.所用試劑:樣品、pH試紙、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3?H2O.該小組探究過(guò)程如下:
●查閱資料:
    ①鎂、鋁、鋅都是銀白色的金屬
    ②鋅(Zn)可以與NaOH溶液反應(yīng)生成H2
    ③Zn(OH)2為白色固體,難溶于水,可溶于強(qiáng)堿及NH3?H2O
    ④Zn2+易形成絡(luò)合物如[Zn(NH34]2+,該絡(luò)合物遇強(qiáng)酸分解生成Zn2+、NH4+●提出假設(shè):
    (1)假設(shè)①:該混合金屬粉末中除鎂外還含有
    Al
    Al
    元素
    假設(shè)②:該混合金屬粉末中除鎂外還含有
    Zn
    Zn
    元素
    假設(shè)③:該混合金屬粉末中除鎂外還含有鋁、鋅元素
    ●實(shí)驗(yàn)探究:
    甲同學(xué)基于假設(shè)③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下:乙同學(xué)同樣基于假設(shè)③設(shè)計(jì)另一實(shí)驗(yàn)方案如下:

    (2)試劑M是
    NaOH溶液
    NaOH溶液
    ;沉淀B是
    Al(OH)3
    Al(OH)3

    (3)丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的方案比甲同學(xué)的好,理由是
    步驟簡(jiǎn)單,節(jié)約試劑
    步驟簡(jiǎn)單,節(jié)約試劑

    (4)丁同學(xué)研究了甲、乙兩同學(xué)的方案后,在其中一種方案的基礎(chǔ)上用最簡(jiǎn)便方法測(cè)定了Wg樣品中金屬鎂(Mg)的質(zhì)量,他的方法是
    將沉淀C洗滌、小心干燥后稱(chēng)量
    將沉淀C洗滌、小心干燥后稱(chēng)量

    (5)操作Ⅰ的主要過(guò)程是:在濾液中逐滴加入
    稀硫酸
    稀硫酸
    ,直至生成的沉淀剛好溶解,再加入足量的
    稀氨水
    稀氨水

    (6)某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等離子,向其中逐滴加入NaOH溶液,則生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積關(guān)系的圖象正確的是
    B
    B
    分析:(1)根據(jù)粉末的可能組成,對(duì)粉末進(jìn)行合理的猜想;
    (2)根據(jù)甲同學(xué)基于假設(shè)③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,樣品加入酸之后生成了鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽,鎂鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿生成了沉淀不溶解,而鋁鹽和鋅鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿先生成了沉淀然后沉淀溶解;而鎂鹽、鋁鹽加過(guò)量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,鋅鹽加過(guò)量的弱堿先生成了沉淀然后沉淀溶解,由實(shí)驗(yàn)方案可知鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽形成的沉淀分三次分離,第一次為:Mg(OH)2,試劑M為NaOH溶液,第二次為:Al(OH)3,鋁鹽和鋅鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解,又形成了鋁鹽和鋅鹽,鋅鹽加過(guò)量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過(guò)量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實(shí)現(xiàn)了Al(OH)沉淀的分離;第三次為Zn(OH)2,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解,再加入適量的NaOH溶液,形成沉淀;
    (3)根據(jù)對(duì)比甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲比乙多了第一步加稀硫酸;
    (4)鋁鹽和鋅鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解,又形成了鋁鹽和鋅鹽,鋅鹽加過(guò)量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過(guò)量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實(shí)現(xiàn)了Al(OH)沉淀的分離;
    (5)根據(jù)反應(yīng)的先后順序以及量的關(guān)系來(lái)分析.
    解答:解:(1)除Mg外,還含有Al、Zn中的一種或兩種,因此粉末的組成有三種可能,即除Mg外只含Al、只含Zn、或既含Al又含Zn,故答案為:Al;Zn;
    (2)由實(shí)驗(yàn)方案可知鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽形成的沉淀分三次分離,第一次為:Mg(OH)2,試劑M為NaOH溶液,第二次為:Al(OH)3,鋁鹽和鋅鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解又形成了鋁鹽和鋅鹽,鋅鹽加過(guò)量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過(guò)量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,實(shí)現(xiàn)了Al(OH)3沉淀的分離;第三次為Zn(OH)2,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解,再加入適量的NaOH溶液,形成沉淀,故答案為:NaOH溶液;Al(OH)3;
    (3)對(duì)比甲、乙兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲比乙多了第一步加稀硫酸,故答案為:步驟簡(jiǎn)單,節(jié)約試劑;
    (4)鋅、鋁都能與NaOH溶液反應(yīng)溶解,而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng),所以只需將沉淀C洗滌、小心干燥后稱(chēng)量即可得到鎂的質(zhì)量,故答案為:將沉淀C洗滌、小心干燥后稱(chēng)量;
    (5)鋁鹽和鋅鹽加過(guò)量的強(qiáng)堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在濾液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀剛好溶解,又形成了鋁鹽和鋅鹽,鋅鹽加過(guò)量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過(guò)量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實(shí)現(xiàn)了Al(OH)3沉淀的分離,故答案為:稀硫酸;稀氨水;  
    (6)先發(fā)生的反應(yīng)是Al3+和Zn2+與OH-生成沉淀,隨后隨著NaOH的加入,沉淀減少直至消失,此時(shí)是因?yàn)樯傻某恋矶寄苋芙庠贜aOH溶液中,但Al(OH)3~NaOH,Zn(OH)2~2NaOH,所以相同物質(zhì)的量的沉淀溶解消耗的NaOH不同,最后NH4+和OH-反應(yīng)生成NH3?H2O,故選:B.
    點(diǎn)評(píng):本題主要考察了金屬的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難度較大,尤其是鋅及其化合物性質(zhì)的運(yùn)用.
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    相關(guān)習(xí)題

    科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

    (2011?云浮模擬)硅酸鈉被國(guó)家列為“我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的精細(xì)化學(xué)品”和“今后我國(guó)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)”之一.如圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鐵等雜質(zhì))制備硅酸鈉的工藝流程示意簡(jiǎn)圖:

    (1)要將上流程圖中洗出液中的溶質(zhì)析出,采用的方法是
    A
    A

    A.蒸發(fā)結(jié)晶              B.冷卻結(jié)晶
    C.先蒸發(fā),再冷卻結(jié)晶    D.先冷卻,再蒸發(fā)結(jié)晶
    (2)在以上流程中,要將洗凈的石英砂研磨成粉末,目的是
    C
    C

    A.增加反應(yīng)物的濃度,增大化學(xué)反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率.
    B.作為催化劑載體,增加反應(yīng)物與催化劑接觸面積,增加反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率.
    C.增加反應(yīng)物之間的接觸面積,增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率.
    D.增加正反應(yīng)速率,減小逆反應(yīng)速率,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),降低生產(chǎn)成本.
    (3)蒸發(fā)時(shí)用到的硅酸鹽儀器有
    蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈
    蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈

    (4)上流程中加入NaOH溶液,反應(yīng)的離子方程式是
    SO2+2OH-=SO32-+H2O
    SO2+2OH-=SO32-+H2O

    (5)硅酸鈉溶液呈堿性,其原因是(用一離子方程式表示)
    SiO32-+2H2O?H2SiO3+2OH-
    SiO32-+2H2O?H2SiO3+2OH-
    .硅酸鈉的用途很廣,其中的一種用途是
    黏合劑或防腐劑或合成洗滌劑或制備硅膠或分子篩
    黏合劑或防腐劑或合成洗滌劑或制備硅膠或分子篩

    (6)用上流程中的殘?jiān)鼇?lái)焊接鐵軌,反應(yīng)的化學(xué)方程式是
    2Al+Fe2O3
     高溫 
    .
     
    2Fe+Al2O3
    2Al+Fe2O3
     高溫 
    .
     
    2Fe+Al2O3

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