某铝合金中含有单质铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验流程，请回答有关问题：（1）步骤1所得固体甲的成分为

题型：不详难度：来源：

某铝合金中含有单质铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验流程，请回答有关问题：

（1）步骤1所得固体甲的成分为                 。
（2）步骤2中加足量盐酸，而不采用通入足量二氧化碳的原因为                                                                      。
（3）步骤3中生成固体丙的离子方程式为                                   ；溶液C中所含有的阳离子符号为                。
（4）步骤4所发生反应的化学方程式为                                     。
（5）现用托盘天平称取10.0g铝合金进行上述流程图所示操作，所得固体丁质量为15.3g，则该铝合金中铝的质量分数为                  ；并判断以下操作对铝质量分数测定的影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
a．步骤1中烧碱量不足，则                ；
b．步骤4中灼烧不充分，则                。

答案

(16分)
（1）镁、铜（2分）
（2）通入二氧化碳得到硅酸与氢氧化铝的固体混合物，无法将硅、铝元素分离开来。（2分）
（3）Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺（3分）；Na⁺、NH₄⁺（2分）
（4）2Al(OH)₃

Al₂O₃ + 3H₂O（3分）
（5）81.0%（2分）；偏小（1分）；偏大（1分）

解析

试题分析：（1）镁、铜不与烧碱溶液反应，故固体甲的成分为镁、铜。
（2）氢氧化铝沉淀可以和盐酸反应，而不能和二氧化碳反应，故不采用通入足量二氧化碳的原因是通入二氧化碳得到硅酸与氢氧化铝的固体混合物，无法将硅、铝元素分离开来。
（3）氢氧化铝沉淀不再与氨水反应，故步骤3中生成固体丙的离子方程式为Al³⁺ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃↓+ 3NH₄⁺。溶液C中所含有的阳离子符号为Na⁺、NH₄⁺。
（4）丙是氢氧化铝，故反应方程式为2Al(OH)₃

Al₂O₃ + 3H₂O。
（5）Al→1/2Al₂O₃
27g 51g
m 15.3g
51g×m=27g×15.3g
解得m=8.1g
故10.0g铝合金中铝的质量分数为81.0%。
a．步骤1中烧碱量不足，Al反应不完，故偏小。
b．步骤1中灼烧不充分，丁的质量将偏大，故铝质量分数测定要偏大。
点评：本题考查学生对实验与操作原理、物质的分离提纯、物质含量的测定、化学计算等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析问题解决问题的能力。

举一反三

下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

实验序号	金属质量/g	金属状态	c(H₂SO₄) /mol·L^-1	V(H₂SO₄) /mL	溶液温度/℃		金属消失的时间/S
实验序号	金属质量/g	金属状态	c(H₂SO₄) /mol·L^-1	V(H₂SO₄) /mL	反应前	反应后	金属消失的时间/S
1	0.10	丝	0.5	50	20	34	500
2	0.10	粉末	0.5	50	20	35	50
3	0.10	丝	0.7	50	20	36	250
4	0.10	丝	0.8	50	20	35	200
5	0.10	粉末	0. 8	50	20	36	25
6	0.10	丝	1.0	50	20	35	125
7	0.10	丝	1.0	50	35	50	50
8	0.10	丝	1.1	50	20	34	100
9	0.10	丝	1.1	50	20	44	40

分析上述数据，回答下列问题：
(1) 实验4和5表明_________对反应速率有影响；________，反应速率越快，能表明这一规律另一组实验是___________（填实验序号）。
(2) 在前4次实验中，能表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________（填实验序号）。
(3) 本实验中影响反应速率的其他因素还有_________，其实验序号是_____。
(4) 实验中，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：
_________________________________________________________。

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文献资料显示某地区的酸雨主要为硫酸型和盐酸型酸雨。某兴趣小组对酸雨进行实验研究：
(1) 提出合理的假设：该酸雨中的溶质除H₂SO₄、HCl外，该小组同学根据硫酸型酸雨的形成过程，预测主要溶质还一定有。
(2) 设计实验方案验证以上假设。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂及仪器：盐酸、硝酸、BaCl₂溶液、Ba(OH)₂溶液、AgNO₃溶液、紫色石蕊试液、品红溶液、烧杯、试管、胶头滴管。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量酸雨于A、B两支洁净试管中，待用。
步骤2：往A试管中加入过量的Ba(OH)₂溶液，静置，过滤。
步骤3：取少量步骤2得到的滤渣加入足量的盐酸。
步骤4：取少量步骤2得到的的滤液，加入。
步骤5：往B试管中加入。

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铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某不同品牌铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
[探究一] 实验方案：铝镁合金

测定生成气体的体积
实验装置如下图，问题讨论：

（1）反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积减小的原因是
                                                   （仪器和实验操作的影响因素除外）。
（2）为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题除了检查装置的气密性、加入足量盐酸使合金完全溶解和按（1）操作外，请再写出两点：
①
②
（3）如果用分析天平准确称取0.51g镁铝合进行实验，测得生成气体体积为560 mL（已折算成标况下体积），请计算合金中镁的质量分数。（请写出计算过程）___________ ____________________________________________________________________________。
[探究二] 实验方案：称量Bg另一品牌铝镁合金粉末．放在如下图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：
（1）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是                                     。
（2）用本方案进行实验时，装置中至少要充入O₂的物质的量           mol（用含B的最简式表示）。
[实验拓展] 研究小组对某无色透明的溶液进行实验，发现该溶液跟铝反应时放出H₂，试判断下列离子：Mg²⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、H⁺、Ag⁺、SO₄²^－、HCO₃^－、OH^－、NO₃^－，在下列两种情况下,可能存在于此溶液中的是：
①当与铝反应后生成Al³⁺时，原溶液可能大量存在的离子            。
②当与铝反应后生成[Al(OH)₄]^－时，原溶液可能大量存在的离子是                   。

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在进行某实验探究过程中，一些学生发现等质量的铜片分别与等体积（均过量）的浓硝酸和稀硝酸反应，所得溶液前者为绿色，后者为蓝色。
针对这种现象，学生们进行了讨论后，出现了以下两种观点：
一种认为，这可能是Cu²⁺浓度的差异引起的。你同意这种看法吗?    (填“同意”或“不同意”)，原因是                                                。
另一种认为，呈“绿色”是Cu²⁺与NO₂混合的结果。请你设计出一个实验方案证明之，你设计的实验方案是
已知0.3mol Cu与足量的稀硝酸反应，则被还原的HNO₃的物质的量是    mol。

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某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

(1)甲同学设计实验的依据是
__________________________________________________________________；
写出选用物质的化学式：A____________，B_____________，C____________；
（2）其中装置B中所盛试剂的作用为_____________________________________；
C中反应的离子方程式为____________________________________________；
(3)乙同学的实验原理是_____________________________________________；
写出B处的离子方程式： ___________________________________________。

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