Question

【題目】鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料，某研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了兩種不同的實驗方案進行探究。

[探究一]實驗步驟：

（1）稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，投入VmL2.0mol·L－1NaOH溶液中，充分反應(yīng)。實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。NaOH溶液的體積V≥___。

（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將__(填“偏高”或“偏低”)。

Answer 1

【答案】2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ 97mL 偏高

【解析】

（1）鎂的質(zhì)量分數(shù)最小時，金屬鋁的質(zhì)量最大，需要的氫氧化鈉溶液最多，實際需要氫氧化鈉溶液的體積應(yīng)大于或等于最大值，據(jù)此計算；

（2）鎂上會附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鎂的質(zhì)量偏大。

（1）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；含鎂為3%時，金屬鋁的含量最高，5.4g合金中鋁的質(zhì)量為5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，當(dāng)氫氧化鈉溶液體積為VmL，氫氧化鈉的物質(zhì)的量為V×10-3L×2.0mol/L，根據(jù)方程式可知54g鋁可與2mol氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，所以有54g：（5.4×97%g）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL；

（2）鎂上會附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分數(shù)偏高。