Question

某固體混合物可能由Al、（NH₄）₂SO₄、MgCl₂、AlCl₃、CuCl₂中的一種或幾種組成，現(xiàn)對(duì)該混合物作如下實(shí)驗(yàn)，所得現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示（氣體體積數(shù)據(jù)已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）：
回答下列問(wèn)題：
（1）混合物中是否存在CuCl₂

否

 （填“是”或“否”）；
（2）混合物中是否存在（NH₄）₂SO₄

是

（填“是”或“否”），你的判斷依據(jù)是

氣體通過(guò)濃硫酸減少8.96L

．
（3）寫(xiě)出反應(yīng)③中的離子方程式

H⁺+OH^-=H₂O、[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O

．
（4）請(qǐng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷混合物中是否含有AlCl₃（說(shuō)出你的計(jì)算依據(jù)，不要求寫(xiě)計(jì)算過(guò)程）．

由題中信息可推得一定含有Al、（NH₄）₂SO₄和MgCl₂三種物質(zhì)，三者質(zhì)量之和等于41.3g，小于固體總質(zhì)量45.0g，所以原混合物中一定含有AlCl₃

．

Answer 1

分析：45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液產(chǎn)生氣體，有銨鹽和堿反應(yīng)生成生成的氨氣，也可以是金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，15.68L氣體通過(guò)堿石灰無(wú)變化，說(shuō)明氣體中無(wú)與堿石灰反應(yīng)的氣體，無(wú)水蒸氣的存在，通過(guò)濃硫酸，氣體剩余6.72L，體積減少15.68L-6.72L=8.96L，結(jié)合混合物可能存在的物質(zhì)可知，一定含有硫酸銨與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣為8.96L，剩余的氣體只能是氫氣，體積為6.72L，說(shuō)明原混合物中一定含有鋁；45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液中產(chǎn)生白色沉淀5.8g，久置無(wú)變化，由于氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿，所以能生成白色沉淀的一定氯化鎂生成的氫氧化鎂白色沉淀，質(zhì)量為5.8g，不存在CuCl₂；45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液得到無(wú)色溶液，加入適量鹽酸 會(huì)生成沉淀，說(shuō)明金屬鋁或氯化鋁與過(guò)量堿反應(yīng)生成的偏鋁酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的氫氧化鋁沉淀，加入過(guò)量鹽酸沉淀溶解進(jìn)一步證明沉淀是氫氧化鋁，以此解答該題．

解答：解：45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液產(chǎn)生氣體，有銨鹽和堿反應(yīng)生成生成的氨氣，也可以是金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，15.68L氣體通過(guò)堿石灰無(wú)變化，說(shuō)明氣體中無(wú)與堿石灰反應(yīng)的氣體，無(wú)水蒸氣的存在，通過(guò)濃硫酸，氣體剩余6.72L，體積減少15.68L-6.72L=8.96L，結(jié)合混合物可能存在的物質(zhì)可知，一定含有硫酸銨與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣為8.96L，剩余的氣體只能是氫氣，體積為6.72L，說(shuō)明原混合物中一定含有鋁；45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液中產(chǎn)生白色沉淀5.8g，久置無(wú)變化，由于氫氧化鋁溶于強(qiáng)堿，所以能生成白色沉淀的一定氯化鎂生成的氫氧化鎂白色沉淀，質(zhì)量為5.8g，不存在CuCl₂；45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液得到無(wú)色溶液，加入適量鹽酸 會(huì)生成沉淀，說(shuō)明金屬鋁或氯化鋁與過(guò)量堿反應(yīng)生成的偏鋁酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的氫氧化鋁沉淀，加入過(guò)量鹽酸沉淀溶解進(jìn)一步證明沉淀是氫氧化鋁，
（1）由以上分析可知固體中不存在CuCl₂，故答案為：否；
（2）15.68L氣體通過(guò)堿石灰無(wú)變化，說(shuō)明氣體中無(wú)與堿石灰反應(yīng)的氣體，無(wú)水蒸氣的存在，通過(guò)濃硫酸，氣體剩余6.72L，體積減少15.68L-6.72L=8.96L，結(jié)合混合物可能存在的物質(zhì)可知，一定含有硫酸銨與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣為8.96L，剩余的氣體只能是氫氣，體積為6.72L，
故答案為：是；氣體通過(guò)濃硫酸減少8.96L；
（3）45.0g固體加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液得到無(wú)色溶液，加入適量鹽酸會(huì)生成沉淀，說(shuō)明金屬鋁或氯化鋁與過(guò)量堿反應(yīng)生成的偏鋁酸鈉，與鹽酸反應(yīng)生成的氫氧化鋁沉淀，加入過(guò)量鹽酸沉淀溶解進(jìn)一步證明沉淀是氫氧化鋁，反應(yīng)③中涉及到酸堿中和以及酸與四羥基合鋁離子的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O、
[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O，
故答案為：H⁺+OH^-=H₂O、[Al（OH）₄]^-+H⁺=Al（OH）₃↓+H₂O；
（4）n（H₂）=

6.72L

22.4/mol

=0.3mol，則n（Al）=0.2mol，m（Al）=0.152mol×27g/mol=5.4g，
n（NH₃）=

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，n（（NH₄）₂SO₄）=0.2mol，m（（NH₄）₂SO₄）=0.2mol×132g/mol=26.4g，
n（Mg（OH）₂）=

5.8g

58g/mol

=0.1mol，n（MgCl₂）=0.1mol，m（MgCl₂）=0.1mol×95g/mol=9.5g，
則Al、（NH₄）₂SO₄和MgCl₂三種物質(zhì)，三者質(zhì)量之和等于5.4g+26.4g+9.5g=41.3g，小于固體總質(zhì)量45.0g，所以原混合物中一定含有AlCl₃．
故答案為：由題中信息可推得一定含有Al、（NH₄）₂SO₄和MgCl₂三種物質(zhì)，三者質(zhì)量之和等于41.3g，小于固體總質(zhì)量45.0g，所以原混合物中一定含有AlCl₃．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，側(cè)重于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)現(xiàn)象，結(jié)合生成物物質(zhì)的質(zhì)量以及反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行推斷，題目難度中等．