Question

6．某興趣小組為探究鋁鎂合金的組成，取16g鋁鎂合金樣品，將80g氫氧化鈉溶液平均分成四份依次加入樣品中（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↑，NaAlO₂溶于水），充分反應后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量，得實驗數據如表：

所加氫氧化鈉溶液的次數	第一次	第二次	第三次	第四次
剩余固體的質量/g	10.6	5.2	4.0	X

求：（1）如表中的X=4.0．
（2）該合金中鋁元素與鎂元素的質量比為3：1．
（3）所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據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；
（2）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，則X=4.0
（2）則該合金中，鋁元素與鎂元素的質量比=（16g-4g）：4g=12：4=3：1
（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
$\frac{54}{5.4g}=\frac{80}{x}$
x=8g
所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
故答案為：
（1）4.0；
（2）3：1；
（3）所用氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為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．