Question

合金已成為飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的同學，為測定某含鎂3％~5％的鋁鎂合金（不含其它元素）中鎂的質量分數(shù)，設計下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白。

〖實驗方案一〗將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，測定剩余固體質量。實驗中發(fā)生反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

〖實驗步驟〗

（1）稱取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反應。則NaOH溶液的體積V ≥ 　　　　　　　　　　　　　　。

（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質量分數(shù)將

　　　　　　　　 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

〖實驗方案二〗將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體在通常狀況（約20℃，1.01×10⁵Pa）的體積。

〖問題討論〗

（3）同學們擬選用下列實驗裝置完成實驗：

①你認為最簡易的裝置其連接順序是（填接口字母，可不填滿）：

A接（　　 ）（　　 ）接（　　 ）（　　 ）接（　　 ）

②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸也不能順利滴入錐形瓶。請你幫助分析原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　　       。

③實驗結束時，在讀取測量實驗中生成氫氣的體積時，你認為合理的是　　　　　　 。

A．待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)

B．上下移動量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平

C．上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平

D．視線與凹液面的最低點水平，讀取量筒中水的體積

 

Answer 1

【答案】

[方案一]2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

（1）97 mL                （2）偏高

[方案二]（3）① EDG 　

②鋅與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大

③ ACD

【解析】

試題分析：[方案一]鋁可以與氫氧化鈉反應，鎂不與氫氧化鈉反應，所以將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；（1）稱取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反應，由于含鎂3％~5％，要確保NaOH過量，所以鎂的含量要假設為3％，5.4 g鋁鎂合金含有的鋁最大為5.4/27×0.97=0.194mol，所以需要的NaOH溶液的體積為V=0.194/2.0×1000 mL="97" mL，所以NaOH溶液的體積

V ≥97 mL；若未洗滌固體，則稱得的鎂的質量比實際的大，所以測得鎂的質量分數(shù)將偏高；（3）①由于氫氣的密度小于空氣的密度，可以采用向下排空氣的方法，若要收集教純凈的氫氣，可以采用排水法，所以該實驗的連接順序為A接EDG ；②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，因為鋅與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大，所以一會兒后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶；③實驗結束時，要等待實驗裝置冷卻后再讀數(shù)，此時上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平，再讓視線與凹液面的最低點水平，讀取量筒中水的體積，故本題的答案為ACD。

考點：合金

點評：本題考查了鎂鋁合金，利用兩種金屬的性質設計實驗，該題綜合性強，有利于考查學生自身的綜合能力，本題有一定的難度。