Question

鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。

[方案一]

[實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測(cè)定剩余固體質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。

[實(shí)驗(yàn)步驟]

(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥__________mL。

(2)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

[方案二]

[實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體的體積。

[實(shí)驗(yàn)步驟]

(1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：

你認(rèn)為最簡(jiǎn)易的裝置其連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填滿)。

(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出，使所測(cè)氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測(cè)氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

①裝置中導(dǎo)管a的作用是_____________________________________；

②實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為_(kāi)_________mL；

③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是___________________________。

Answer 1

答案　方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(1)97　(2)偏高

方案二：(1)E　D　G

(2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開(kāi)分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差　②(V1－V2)�、蹖�(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)

解析　方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，鎂不和NaOH溶液反應(yīng)，鋁發(fā)生反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

(1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質(zhì)的量是0.388 mol，根據(jù)反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388 mol，V(NaOH)＝0.388 mol/4.0 mol·L－1＝0.097 L。

(2)過(guò)濾后，金屬鎂的表面會(huì)沾有其他離子，如果沒(méi)有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實(shí)際質(zhì)量，所測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。

方案二：

(1)很明顯，該同學(xué)采用排水法來(lái)測(cè)量產(chǎn)生氫氣的體積，故A應(yīng)連接E，D連接G。(最后讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，F(xiàn)接口的導(dǎo)管太短)。(2)①用導(dǎo)管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；②量氣管的 0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1－V2) mL；③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。