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精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
(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.某研究小組設計實驗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.該小組探究過程如下:
●查閱資料:
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          ①鎂、鋁、鋅都是銀白色的金屬
          ②鋅(Zn)可以與NaOH溶液反應生成H2
          ③Zn(OH)2為白色固體,難溶于水,可溶于強堿及NH3?H2O
          ④Zn2+易形成絡合物如[Zn(NH34]2+,該絡合物遇強酸分解生成Zn2+、NH4+●提出假設:
          (1)假設①:該混合金屬粉末中除鎂外還含有
          Al
          Al
          元素
          假設②:該混合金屬粉末中除鎂外還含有
          Zn
          Zn
          元素
          假設③:該混合金屬粉末中除鎂外還含有鋁、鋅元素
          ●實驗探究:
          甲同學基于假設③設計實驗方案如下:乙同學同樣基于假設③設計另一實驗方案如下:

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

          (3)丙同學認為乙同學的方案比甲同學的好,理由是
          步驟簡單,節約試劑
          步驟簡單,節約試劑

          (4)丁同學研究了甲、乙兩同學的方案后,在其中一種方案的基礎上用最簡便方法測定了Wg樣品中金屬鎂(Mg)的質量,他的方法是
          將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量
          將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量

          (5)操作Ⅰ的主要過程是: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,則生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液體積關系的圖象正確的是
          B
          B
          分析:(1)根據粉末的可能組成,對粉末進行合理的猜想;
          (2)根據甲同學基于假設③設計實驗方案,樣品加入酸之后生成了鎂鹽、鋁鹽和鋅鹽,鎂鹽加過量的強堿生成了沉淀不溶解,而鋁鹽和鋅鹽加過量的強堿先生成了沉淀然后沉淀溶解;而鎂鹽、鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀然后沉淀溶解,由實驗方案可知鎂鹽、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,鋁鹽和鋅鹽加過量的強堿先生成了沉淀,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,鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實現了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)根據對比甲、乙兩同學的實驗,發現甲比乙多了第一步加稀硫酸;
          (4)鋁鹽和鋅鹽加過量的強堿先生成了沉淀,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,鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實現了Al(OH)沉淀的分離;
          (5)根據反應的先后順序以及量的關系來分析.
          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)由實驗方案可知鎂鹽、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,鋁鹽和鋅鹽加過量的強堿先生成了沉淀,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,鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,實現了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)對比甲、乙兩同學的實驗,發現甲比乙多了第一步加稀硫酸,故答案為:步驟簡單,節約試劑;
          (4)鋅、鋁都能與NaOH溶液反應溶解,而鎂不能與NaOH溶液反應,所以只需將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量即可得到鎂的質量,故答案為:將沉淀C洗滌、小心干燥后稱量;
          (5)鋁鹽和鋅鹽加過量的強堿先生成了沉淀,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,鋅鹽加過量的弱堿先生成了沉淀,然后沉淀溶解,鋁鹽加過量的弱堿也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,這樣實現了Al(OH)3沉淀的分離,故答案為:稀硫酸;稀氨水;  
          (6)先發生的反應是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,此時是因為生成的沉淀都能溶解在NaOH溶液中,但Al(OH)3~NaOH,Zn(OH)2~2NaOH,所以相同物質的量的沉淀溶解消耗的NaOH不同,最后NH4+和OH-反應生成NH3?H2O,故選:B.
          點評:本題主要考察了金屬的性質以及實驗方案的設計,難度較大,尤其是鋅及其化合物性質的運用.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

          (2011?云浮模擬)硅酸鈉被國家列為“我國優先發展的精細化學品”和“今后我國無機化工產品發展重點”之一.如圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鐵等雜質)制備硅酸鈉的工藝流程示意簡圖:

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

          A.蒸發結晶              B.冷卻結晶
          C.先蒸發,再冷卻結晶    D.先冷卻,再蒸發結晶
          (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.增加反應物的濃度,增大化學反應速率,提高生產效率.
          B.作為催化劑載體,增加反應物與催化劑接觸面積,增加反應速率,提高生產效率.
          C.增加反應物之間的接觸面積,增大反應速率,提高生產效率.
          D.增加正反應速率,減小逆反應速率,使平衡向正反應方向移動,降低生產成本.
          (3)蒸發時用到的硅酸鹽儀器有
          蒸發皿、玻璃棒、酒精燈
          蒸發皿、玻璃棒、酒精燈

          (4)上流程中加入NaOH溶液,反應的離子方程式是
          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)用上流程中的殘渣來焊接鐵軌,反應的化學方程式是
          2Al+Fe2O3
           高溫 
          .
           
          2Fe+Al2O3
          2Al+Fe2O3
           高溫 
          .
           
          2Fe+Al2O3

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