Question

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。研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%—5%的鋁鎂合金（不含其他元素）中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫(xiě)下列空白。

［探究一］

實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金測(cè)定剩余固體質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）稱(chēng)取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品，投入V mL 2.0 mol·L^-1NaOH溶液中，充分反應(yīng)。NaOH溶液的體積V≥_________。

（2）過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量固體。該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_________（填“偏高”或“偏低”）。

［探究二］

實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積

實(shí)驗(yàn)裝置：

問(wèn)題討論：（1）某同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置不夠完善，應(yīng)在A、B之間添加一個(gè)干燥、除酸霧的裝置。你的意見(jiàn)是_____________。（填“需要”或“不需要”）

（2）為使測(cè)定結(jié)果盡可能精確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題是（寫(xiě)出兩點(diǎn)）：

①_______________________________,②________________________________。

［探究三］

實(shí)驗(yàn)方案：稱(chēng)量x g鋁鎂合金粉末，放在如下圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒。

問(wèn)題討論：（1）欲計(jì)算Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是____________。

（2）若用空氣代替O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)定結(jié)果是否有影響？___________（填“是”或“否”）。

［實(shí)驗(yàn)拓展］

參照探究一、探究二的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)定該鋁鎂合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

____________________________________________________________________。

Answer 1

［探究一］2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑

(1)97 mL  (2)偏高

［探究二］（1）不需要

（2）檢查裝置的氣密性  合金完全溶解（或加入足量鹽酸，或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平等合理答案）

［探究三］（1）灼燒后固體的質(zhì)量

（2）是

［實(shí)驗(yàn)拓展］鋁鎂合金溶液測(cè)定固體質(zhì)量

（或鋁鎂合金溶液測(cè)定固體質(zhì)量等合理答案）

解析：［探究一］Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，故剩余固體為Mg，Al與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O====2NaAlO₂+3H₂↑。5.4 g合金中Al最多為5.4×97% g,那么，NaOH溶液的體積V≥=97 mL。若未洗滌固體，則固體上附著些雜質(zhì)導(dǎo)致鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。［探究二］本方案是通過(guò)排水法測(cè)定生成氣體的體積從而測(cè)定Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故而不需要干燥和除HCl氣體的裝置。［探究三］Mg、Al分別與O₂反應(yīng)所得產(chǎn)物為MgO、Al₂O₃,欲計(jì)算Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需測(cè)定產(chǎn)物的質(zhì)量。若用空氣代替O₂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，空氣中的CO₂會(huì)與Mg反應(yīng)，將會(huì)使所得固體質(zhì)量增加，對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響，［實(shí)驗(yàn)拓展］探究一、探究二是讓合金分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)，那么，另設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)可將兩者綜合運(yùn)用。