Question

化學(xué)學(xué)習(xí)小組對某鎂鋁合金進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)研究，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答．
實(shí)驗(yàn)藥品：9.0g鎂鋁合金，100mLa mol/L稀硫酸，260mL5mol/L氫氧化鈉溶液．
實(shí)驗(yàn)步驟

①將9.0g鎂鋁合金與100mLa mol/L稀硫酸在圖所示裝置中充分反應(yīng)至反應(yīng)完畢，并收集生成的全部氣體．
②向b內(nèi)的混合液中逐滴加入260mL 5mol/L氫氧化鈉溶液并充分混合，當(dāng)氫氧化鈉溶液滴加至200mL時(shí)生成的沉淀量最大．
問題討論
（1）儀器b的名稱是______．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍��?.0g鎂鋁合金與100amol/L稀硫酸反應(yīng)時(shí)，應(yīng)該過（足）量的物質(zhì)是______（填“鎂鋁合金”或“稀硫酸”），以保證另一種物質(zhì)能夠完全反應(yīng)無剩余．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟②中，當(dāng)b內(nèi)混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時(shí)，此時(shí)所得溶液中的溶質(zhì)是______．
（4）實(shí)驗(yàn)步驟①結(jié)束后，讀取量筒所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)時(shí)，需要注意的三個(gè)主要問題是：一是要______，二是要調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，三是要使視線與量筒內(nèi)的凹液面相平．
（5）若標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由實(shí)驗(yàn)步驟①得到的氣體體積為10.08L，則合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______．
（6）在“a mol/L稀硫酸”中a的值為______．
（7）請?jiān)趫D中畫出實(shí)驗(yàn)步驟②中生成沉淀的物質(zhì)的量（n）隨加入氫氧化鈉溶液的體積[v（NaOH）]的變化曲線．

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置中用于硫酸和合金反應(yīng)的容器是原地?zé)�瓶，故答案為：圓底燒瓶；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍獪y定合金中鎂鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)式需要合金全部反應(yīng)，所以需要稀硫酸 過量，故答案為：稀硫酸；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟②中，當(dāng)b內(nèi)混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；分析反應(yīng)得到產(chǎn)生最大量測定后的溶質(zhì)為Na₂SO₄，故答案為：Na₂SO₄；
（4）排水量氣法需要注意水要冷卻至室溫，調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，使視線與量筒內(nèi)的凹液面相平，故答案為：冷卻至室溫；
（5）若標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由實(shí)驗(yàn)步驟①得到的氣體體積為10.08L，依據(jù)反應(yīng)計(jì)算：設(shè)鎂物質(zhì)的量為X，鋁物質(zhì)的量為Y；生成氫氣物質(zhì)的量==0.45mol；
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
X X Y 1.5Y
X+1.5Y=0.45
24X+27Y=9
解方程得到：X=0.15mol；Y=0.2mol；
則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=0.4，
故答案為：0.4；
（6）f反應(yīng)過程中生成最大量沉淀時(shí)，依據(jù)化學(xué)方程式分析判斷，相當(dāng)于硫酸和氫氧化鈉全部反應(yīng)，依據(jù)氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同列式：
100mLa mol/L稀硫酸和200mL 5mol/L氫氧化鈉溶液恰好反應(yīng)，0.1×a=0.2×5，a=5，故答案為：5；
（7）硫酸物質(zhì)的量=0.1L×5mol/L=05mol；Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；依據(jù)上述計(jì)算得到剩余硫酸=0.5mol-0.15mol-0.3mol=0.05mol，消耗氫氧化鈉體積==0.02L=20ml；生成最大量測定需要?dú)溲趸�鈉物質(zhì)的量=0.15mol×2+0.2mol×3=0.9mol，消耗氫氧化鈉溶液體積==0.18l=180ml；沉淀氫氧化鋁全部溶解發(fā)生反應(yīng)：Al（OH0）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；需要?dú)溲趸�鈉物質(zhì)的量為0.2mol，體積為40ml；共消耗氫氧化鈉溶液體積=20ml+180ml+40ml=240mol；依據(jù)沉淀最大量為0.35mol；氫氧化鎂沉淀為0.15mol；結(jié)合圖象畫法，描點(diǎn)畫出圖象為
，故答案為：．
分析：（1）依據(jù)裝置圖示分析b為原地?zé)�瓶�?br/>（2）反應(yīng)是測定合金的成分，必須使合金全部溶解；
（3）b內(nèi)混合液是鎂鋁和過量硫酸反應(yīng)后的溶液，為硫酸鎂、硫酸鋁，滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時(shí)，生成氫氧化鎂測定和氫氧化鋁沉淀，所以溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉；
（4）排水量氣法需要注意水要冷卻至室溫，調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，使視線與量筒內(nèi)的凹液面相平；
（5）依據(jù)化學(xué)方程式，結(jié)合消耗硫酸和生成最大量沉淀時(shí)消耗氫氧化鈉的量，反應(yīng)后測定氣體的量列式計(jì)算；
（6）根據(jù)反應(yīng)過程中生成最大量沉淀時(shí)相當(dāng)于硫酸和氫氧化鈉全部反應(yīng)，依據(jù)氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同列式計(jì)算；
（7）依據(jù)計(jì)算反應(yīng)過程中沉淀變化和消耗氫氧化鈉的量畫出變化圖象，注意鎂鋁溶解后硫酸剩余，低如氫氧化鈉溶液顯和硫酸中和反應(yīng)，再生成沉淀氫氧化鎂和氫氧化鋁到最大量，繼續(xù)滴加氫氧化鋁溶解只全部，最后剩余氫氧化鎂沉淀．
點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，合金溶于酸后加入氫氧化鈉溶液生成沉淀量的變化分析和計(jì)算應(yīng)用，圖象畫法需要計(jì)算各點(diǎn)的量是解題關(guān)鍵，題目難度中等．