Question

20．某學習小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質量分數和鋁的相對原子質量．
（已知儀器A中的試劑為足量）
若實驗用鋁鎂合金的質量為a g，測得氫氣體積為b mL（已換算為標準狀況），且B中剩余固體的質量為c g，則
（1）A中試劑為NaOH溶液（填化學式）．
（2）B中發生反應的離子方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（3）鋁的相對原子質量為$\frac{33600（a-c）}{b}$．
（4）實驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質量分數將偏小（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．

Answer 1

分析 測定鋁鎂合金中鋁的質量分數和鋁的相對原子質量，因Mg與NaOH不反應，而Al與Na反應，由實驗可知，A中為NaOH溶液，B中發生2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，C、D為量氣裝置，B中剩余固體為Mg，固體質量差為Al的質量，利用氫氣的體積可計算鋁的質量分數和鋁的相對原子質量．

解答 解：Mg與NaOH不反應，而Al與Na反應，由實驗可知，A中為NaOH溶液，B中發生2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，C、D為量氣裝置，
（1）由上述分析可知，A為NaOH溶液，故答案為：NaOH溶液；
（2）B中發生反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（3）B中剩余固體的質量為c g，為Mg的質量，則Al的質量為（a-c）g，則鋁的質量分數為$\frac{（a-c）}{a}$×100%；
測得氫氣體積為b mL，其物質的量為$\frac{b×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，由2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑可知，Al的物質的量為$\frac{b×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{b}{33600}$mol，則Al的摩爾質量為$\frac{（a-c）g}{\frac{b}{33600}mol}$=$\frac{33600（a-c）}{b}$g/mol，所以鋁的相對原子質量為$\frac{33600（a-c）}{b}$，
故答案為：$\frac{33600（a-c）}{b}$；
（4）若未洗滌過濾所得的不溶物，c值偏大，則造成（a-c）變小，由鋁的質量分數為$\frac{（a-c）}{a}$×100%可知，實驗過程中鋁的質量分數偏小，
故答案為：偏小．

點評 本題考查物質含量的測定，為高頻考點，涉及Al的化學性質、化學反應方程式的計算等，綜合性較強，側重分析、實驗與計算能力的考查，題目難度中等．