Question

含鎂3%-5%的鎂鋁合金，現已成為輪船制造、化工生產、機械制造等行業的重要材料．現有一塊已知質量為56.4g的鎂鋁合金，欲測定其中鎂的質量分數，兩位同學設計了不同的實驗方案．
實驗設計Ⅰ：
鎂鋁合金

①足量鹽酸

溶液

②過量NaOH溶液

 過濾，得到沉淀質量為5.8g
實驗設計Ⅱ：…
請回答以下問題：
（1）寫出實驗設計Ⅰ中反應①的離子方程式

Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑

；

2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑

．
（2）依據實驗設計Ⅰ，求出鎂的質量分數．（要求寫計算過程）
（3）請你為另一位同學設計第Ⅱ種測定鎂的質量分數的方案．（寫出必要的實驗過程）

Answer 1

分析：（1）金屬鎂和鋁金能和強酸反應生成對應的鹽和氫氣；
（2）根據金屬和酸反應生成的鹽再和過量的氫氧化鈉反應時，剩余的沉淀是氫氧化鎂，根據鎂元素守恒知識來回答；
（3）根據金屬鎂不能和氫氧化鈉反應，但是金屬鋁能反應這一角度來設計實驗方案即可．

解答：解：（1）金屬鎂和鋁金能和鹽反應生成對應的鹽酸鹽和氫氣，實質是：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑，故答案為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑；
（2）設合金中Mg的質量為x，根據鎂元素守恒，則
Mg～MgC1₂～Mg（OH）₂↓
24           58
x           5.8g

24

x

=

58

5.8

，解得x=2.4g，所以金屬鎂的質量分數=

2.4g

56.4g

×100%=4.26%，
答：金屬鎂的質量分數為4.26%．
（3）金屬鎂不能和氫氧化鈉反應，但是金屬鋁能反應，可以據此來設計實驗，如：鎂鋁合金

足量的氫氧化鈉

溶液

過濾

固體難溶物，稱量得到固體質量即為金屬鎂的質量，進而計算金屬鎂的質量分數，
故：鎂鋁合金

足量的氫氧化鈉

溶液

過濾

固體難溶物，稱量得到固體質量．

點評：本題考查學生金屬鎂和金屬鋁的化學性質以及化學實驗方案的設計知識，可以根據課本知識來解決，綜合性較強，難度大．