Question

鋁鎂合金是飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的同學為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了下列兩種不同實驗方案進行探究。

[方案一]

[實驗方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，測定剩余固體質(zhì)量。

實驗中發(fā)生反應的化學方程式是_____________________________。

[實驗步驟]

(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反應。則NaOH溶液的體積V≥__________mL。

(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”、“偏低”或“無影響”)。

[方案二]

[實驗方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體的體積。

[實驗步驟]

(1)同學們擬選用下列實驗裝置完成實驗：

你認為最簡易的裝置其連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填滿)。

(2)仔細分析實驗裝置后，同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測

氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。

①裝置中導管a的作用是_______________________________________________；

②實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL；

③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是______________________________________。

Answer 1

答案　方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　(1)97　(2)偏高

方案二：(1)E　D　G

(2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差�、�(V1－V2)�、蹖嶒灂r的溫度和壓強

解析　方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，鎂不和NaOH溶液反應，鋁發(fā)生反應：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

(1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質(zhì)的量是0.388 mol，根據(jù)反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388 mol，V(NaOH)＝0.388 mol/4.0 mol·L－1＝0.097 L。

(2)過濾后，金屬鎂的表面會沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實際質(zhì)量，所測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將偏高。

方案二：

(1)很明顯，該同學采用排水法來測量產(chǎn)生氫氣的體積，故A應連接E，D連接G。(最后讀數(shù)時要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，F(xiàn)接口的導管太短)。(2)①用導管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；②量氣管的 0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1－V2) mL；③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實驗時的溫度和壓強。