Question

某同學設計了一個簡單的實驗（如圖所示），以測定鎂鋁合金中鋁的質量分數．可供選用的試劑有：濃H₂SO₄、濃硝酸、6mol?L^-1 NaOH溶液．請填寫下列空白：
有關實驗操作：①往試管中放入適量的鋁合金樣品；②從分液漏斗往試管中加入過量的A溶液；③檢查裝置的氣密性；④測定收集到的水的體積．
（1）正確的操作順序為

③→①→②→④

；
（2）A溶液可選用

NaOH溶液

；寫出實驗中發生反應的化學方程式：

2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑

；
（3）若實驗中測得樣品的質量為Wg，氫氣的體積為aL （標準狀況），則樣品中Al的質量分數為

18a

22.4w

×100%

．

Answer 1

分析：用排水法收集氣體，實驗是通過測定生成氫氣的體積，根據計算確定合金中Al的質量分數，
（1）收集氣體的體積，加入藥品前先檢驗裝置的氣密性，然后加熱金屬合金，再加入氫氧化鈉溶液，測定收集到的水的體積確定生成氫氣的體積；
（2）用排水法收集氣體，實驗是通過測定生成氫氣的體積，氫氧化鈉溶液與鋁反應生成偏鋁酸鈉與氫氣；
（3）根據生成氫氣的體積計算合金中Al的質量，進而計算合金中Al的質量分數．

解答：解：用排水法收集氣體，實驗是通過測定生成氫氣的體積，根據計算確定合金中Al的質量分數，
（1）收集氣體的體積，加入藥品前先檢驗裝置的氣密性，然后加熱金屬合金，再加入氫氧化鈉溶液，測定收集到的水的體積確定生成氫氣的體積，故正確的操作順序為③→①→②→④，
故答案為：③→①→②→④；
（2）用排水法收集氣體，實驗是通過測定生成氫氣的體積，故A中試劑為NaOH溶液，氫氧化鈉溶液與鋁反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應離子方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：NaOH溶液；2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）實驗中測得樣品的質量為Wg，氫氣的體積為aL （標準狀況），則：
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；
54g                    3×22.4L
m（Al）                   aL
所以m（Al）=54g×

aL

3×22.4L

=

18a

22.4

g，
故合金中Al的質量分數=

18a 22.4 g

wg

×100%=

18a

22.4w

×100%，
故答案為：

18a

22.4w

×100%．

點評：本題考查物質組成含量的測定、元素化合物的性質、對實驗原理的理解等，難度不大，是對學生基礎上的綜合運用，較好的考查學生的能力．