Question

12．為測定某鎂鋁合金樣品（不含其它雜質）中鎂的質量分數，某化學興趣小組的同學設計了如下主要實驗步驟：
①粉碎：將鎂鋁合金樣品粉碎，稱得樣品質量m₁g
②溶解：將粉碎后的樣品浸泡在過量NaOH溶液中溶解
③稱重：過濾、洗滌、干燥，稱得殘渣質量m₂g
④恒重：…
請回答下列問題：
（1）鋁鎂合金與過量NaOH溶液反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）過濾時所需的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和普通漏斗；過濾時發現濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度分析可能的原因的是濾紙破損，濾液高于濾紙邊緣；（寫兩種原因）；
（3）實驗中，說明樣品已經恒重的實驗依據是重復②③操作，連續兩次稱量的結果相差不超過0.1g；
（4）實驗中，測得鎂鋁合金樣品中鎂的質量分數為$\frac{100{m}_{2}}{{m}_{1}}$%；
（5）還可以通過測定反應生成氣體的體積達到實驗目的．請選用下列實驗裝置，設計一個最簡單的實驗測定m₁g樣品中鎂的質量分數．

你認為裝置的連接順序是AEDF（填字母序號）．

Answer 1

分析 （1）鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏氯酸鈉和氫氣，鎂不與氫氧化鈉溶液反應；
（2）過濾所需的玻璃儀器除玻璃棒外，還需要燒杯和漏斗；濾液中有少量渾濁，可能原因有：濾紙破損、漏斗中液面高于濾紙邊緣等．
（3）樣品已經恒重的實驗依據是兩次重復操作稱量的質量相差不超過0.1g；
（4）鎂鋁合金樣品中鎂不與氫氧化鈉溶液反應，鋁和氫氧化鈉溶液反應，所以過濾、洗滌、干燥，稱得殘渣質量m₂g，據此計算；
（5）分析裝置可知合金和氫氧化鈉溶液反應生成的氫氣可以利用排水量氣法測定體積，來計算合金中鋁的質量得到鎂的質量分數．

解答 解：（1）鋁鎂合金與過量NaOH溶液反應，其中鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏氯酸鈉和氫氣，反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）過濾操作中，所需的玻璃儀器除玻璃棒和燒杯外，還需要普通漏斗；若過濾時發現濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因有：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣等，
故答案為：普通漏斗；玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣；
（3）實驗中，說明樣品已經恒重的實驗依據是，重復②③，實驗步驟，②溶解：將粉碎后的樣品浸泡在過量NaOH溶液中溶解
③稱重：過濾、洗滌、干燥，稱得殘渣質量，兩次稱量的質 量相差不超過0.1g，
故答案為：重復②③操作，連續兩次稱量的結果相差不超過0.1g；
（4）鎂鋁合金樣品中鎂不與氫氧化鈉溶液反應，鋁和氫氧化鈉溶液反應，所以過濾、洗滌、干燥，稱得殘渣質量m₂g，合金中鎂的質量分數=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{100{m}_{2}}{{m}_{1}}$%，
故答案為：$\frac{100{m}_{2}}{{m}_{1}}$%；
（5）合金和氫氧化鈉溶液反應生成的氫氣可以利用排水量氣法測定體積，來計算合金中鋁的質量得到鎂的質量分數，裝置連接順序是AEDF，
故答案為：EDF．

點評 本題考查了混合物成分的實驗測定方法和計算應用，主要是鋁和鎂性質的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．