Question

2．某興趣小組為探究鋁鎂合金的組成，取16g鋁鎂合金樣品，將60g氫氧化鈉溶液平均分成三份分三次次加入到樣品中（鎂與氫氧化鈉溶液不反應，鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量，得實驗數據如下：

所加氫氧化鈉溶液的次數	第一次	第二次	第三次
剩余固體的質量/g	10.6	m	4.0

試計算：
（1）分析表中數據可知，第二次反應結束后，剩余固體質量m是5.2克．
（2）該合金中，鎂元素的質量為4克．
（3）所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 根據“鎂與氫氧化鈉溶液不反應，鋁與氫氧化鈉溶液反應”，結合第一次加入氫氧化鈉溶液所得的數據可知，每加入20g氫氧化鈉溶液將會消耗鋁16g-10.6g=5.4g；而第三次加入20g氫氧化鈉溶液，金屬的質量減少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，說明金屬鋁已完全反應，剩余固體為鎂；根據第一次或第二次所加入氫氧化鈉溶液的實驗數據，通過反應消耗鋁的質量，根據反應的化學方程式，計算所加氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉的質量，而得出所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數．

解答 解：（1）由前兩次實驗數據可得：每加入20g氫氧化鈉溶液將會消耗鋁16g-10.6g=5.4g，第二次加入20g氫氧化鈉溶液，樣品質量減少10.6g-5.4g=5.2g＞4g，則m的值為5.2．
（2）由前兩次實驗數據可得：每加入20g氫氧化鈉溶液將會消耗鋁16g-10.6g=5.4g，第三次加入20g氫氧化鈉溶液，樣品質量減少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，則所剩余固體4.0g為金屬鎂的質量；
（3）第一次所加20g氫氧化鈉溶液能反應的鋁的質量為：16g-10.6g=5.4g
設20g氫氧化鈉溶液中溶質的質量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
 54   80
5.4g   x
則$\frac{54}{5.4g}$=$\frac{80}{x}$，解得x=8g
所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
答：所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為40%．
故答案為：
（1）5.2；（2）4；（3）40%．

點評 根據每次加入氫氧化鈉溶液充分反應后合金樣品質量減少的規律，判斷反應進行的程度，從而得出剩余固體為不參加反應的金屬的質量．