Question

12．鋁鎂合金現(xiàn)已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要原料．現(xiàn)有一塊鋁鎂合金，欲測定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，幾位同學(xué)分別稱取3.9克樣品，并設(shè)計了不同的實驗方案：
甲：鋁鎂合金$\stackrel{鹽酸}{→}$測得生成氣體的體積Vml（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
乙：鋁鎂合金→測得剩余固體的質(zhì)量a克；
丙：鋁鎂合金$\stackrel{鹽酸}{→}$溶液$→_{溶液}^{過量NaOH}$測得沉淀的質(zhì)量2.9克．
（1）該方案能否測定出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？能（填“能”或“不能”）．
（2）實驗設(shè)計乙所加入的試劑是NaOH溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑，測得的鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{a}{3.9}$×100%（寫出用a表示的計算式）．
（3）實驗設(shè)計丙中加過量的NaOH溶液充分反應(yīng)后，過濾（填一種分離方法），洗滌烘干沉淀，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（保留小數(shù)點后一位小數(shù)）30.8%，如果未洗滌沉淀，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與氫氣；令合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，用x、y表示出各自生成的氫氣，利用二者質(zhì)量之和為3.9g，列方程可以計算出x、y的值，可以測量測定出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）鋁與氫氧化鈉反應(yīng)溶解，鎂不能與氫氧化鈉反應(yīng)，故可以加入氫氧化鈉溶液，剩余的固體為Mg，Mg的質(zhì)量除以總質(zhì)量可得合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，最后的沉淀是氫氧化鎂，分離固體與溶液常用的分離方法是過濾；
根據(jù)氫氧化鎂的質(zhì)量計算合金中Mg的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計算合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
未洗滌沉淀，氫氧化鎂沉淀附著其它物質(zhì)，使測定的氫氧化鎂的質(zhì)量增大，導(dǎo)致測定合金中Mg的質(zhì)量增大．

解答 解：（1）鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣，反應(yīng)離子方程式為2Al+6H⁺═2Al³⁺+3H₂↑，鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與氫氣，反應(yīng)離子方程式為Mg+2H⁺═Mg²⁺+H₂↑；
令合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，用x、y表示出各自生成的氫氣，利用二者質(zhì)量之和為3.9g，列方程可以計算出x、y的值，可以測量測定出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
故答案為：能；
（2）鋁與氫氧化鈉反應(yīng)溶解，鎂不能與氫氧化鈉反應(yīng)，故可以加入氫氧化鈉溶液，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑，剩余的固體為Mg，故得合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{ag}{3.9g}$×100%，
故答案為：NaOH溶液；2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al（OH）₄]+3H₂↑；$\frac{ag}{3.9g}$×100%，；
（3）由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，最后的沉淀是氫氧化鎂，分離固體與溶液常用的分離方法是過濾；
氫氧化鎂的質(zhì)量是2.9g，根據(jù)鎂元素守恒可知合金中Mg的質(zhì)量為2.9g×$\frac{24}{58}$=1.2g，所以合金中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.2g}{3.9g}$×100%=30.8%；
未洗滌沉淀，氫氧化鎂沉淀附著其它物質(zhì)，使測定的氫氧化鎂的質(zhì)量增大，導(dǎo)致測定合金中Mg的質(zhì)量增大，測定的合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，
故答案為：過濾；30.8%；偏大．

點評 本題考查鎂和鋁的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)實驗方案的設(shè)計，物質(zhì)含量測定、化學(xué)計算等，難度中等，掌握鎂和鋁的化學(xué)性質(zhì)是解題的關(guān)鍵．