Question

19．鋁鎂合金因密度小、強(qiáng)度高、剛性好等特點(diǎn)，在人類生活中應(yīng)用廣泛．某興趣小組的同學(xué)對(duì)編號(hào)為①、②的兩種鋁鎂合金樣品進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)． 　
已知：鎂能與酸反應(yīng)，但不能與堿溶液反應(yīng)；鋁既能與酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉等堿溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂溶液與二氧化碳反應(yīng)能產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，后者經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成相應(yīng)氧化物．
（1）取質(zhì)量為m的樣品①和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后過濾；再向?yàn)V液中通入過量的二氧化碳?xì)怏w，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，所得固體的質(zhì)量仍為m．求樣品①中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．　　　
（2）取不同質(zhì)量的樣品②分別和30 g相同濃度的鹽酸反應(yīng)，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體體積（氣體的密度為0.089 3 g/L）如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	a	b	c
合金質(zhì)量/mg	510	765	918
氣體體積/mL	560	672	672

求：合金中鋁鎂的質(zhì)量比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，最后得到的固體是氧化鋁，質(zhì)量不變，說明氧化鋁中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)判斷鹽酸反應(yīng)的量，再進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al₂O₃+3H₂O，最后得到的固體是氧化鋁，質(zhì)量不變，說明氧化鋁中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是氧化鋁中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，$\frac{27×2}{27×2+16×3}×100%$≈52.9%；
（2根據(jù)表格可以看出，第一次的合金全部參加反應(yīng)，生成的氫氣的質(zhì)量為：0.56L×0.0893g/L≈0.05g
設(shè)鎂的質(zhì)量為x，生成的氫氣的質(zhì)量為a，則鋁的質(zhì)量為0.51g-x，生成的氫氣的質(zhì)量為0.05g-a
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24              2
x             a
$\frac{24}{x}=\frac{2}{a}$ 
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
54                6
0.51g-x           0.05g-a
$\frac{54}{0.51g-x}=\frac{6}{0.05g-a}$
解得x=0.24g，
故鋁的質(zhì)量為0.51g-0.24g=0.27g
故鋁和鎂的質(zhì)量比為：0.27g：0.24g=9：8
答：合金中鋁鎂的質(zhì)量比為9：8．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．