Question

7．含鎂3%-5%的鎂鋁合金，現(xiàn)已成為輪船制造、化工生產(chǎn)、機械制造等行業(yè)的重要原材料．現(xiàn)有一塊已知質(zhì)量為m₁g的鎂鋁合金，欲測定其中鎂的質(zhì)量分數(shù)，幾位同學(xué)設(shè)計了以下三種不同的實驗方案：
實驗設(shè)計1：鎂鋁合金$\stackrel{足量的NaOH溶液}{→}$充分反應(yīng)后測定剩余固體質(zhì)量m₂g
實驗設(shè)計2：鎂鋁合金$\stackrel{足量鹽酸}{→}$生成的氣體在標準狀況下的體積為VL．
請回答以下問題：
（1）實驗設(shè)計1：
①合金和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑．
②鎂的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%．
③在溶解、過濾中使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗．
④如果過濾得到沉淀沒有用蒸餾水洗滌數(shù)次后，烘干，再測定剩余固體質(zhì)量．測得鎂的質(zhì)量分數(shù)量會偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）實驗設(shè)計2：測定生成的氣體裝置如圖，進行的操作有：
a．記錄C的液面位置；
b．待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置；
c．檢查氣密性；
d．將藥品和水裝入各儀器中，連接好；
e．由A向B中滴加足量試劑．
①上述操作的順序是：cdaeb（填序號）．
②記錄C的液面位置時，除視線平視外，還應(yīng)注意：調(diào)整D的高度，使C、D中的液面相平．
（3）請你利用實驗設(shè)計1和實驗設(shè)計2的模式再設(shè)計一個實驗方案：鋁鎂合金$\stackrel{（）}{→}$溶液$\stackrel{（）}{→}$過濾，測定質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）實驗設(shè)計1是利用鎂鋁合金中的鋁溶解溶于氫氧化鈉溶液中過濾洗滌得到沉淀稱量質(zhì)量計算；
①合金中的鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
②實驗設(shè)計1是利用鎂鋁合金中的鋁溶解溶于氫氧化鈉溶液中過濾洗滌得到沉淀為鎂，根據(jù)鎂的質(zhì)量可計算出鎂的質(zhì)量分數(shù)；
③依據(jù)物質(zhì)溶解過濾的實驗基本操作分析需要的儀器；
④如果過濾得到沉淀沒有用蒸餾水洗滌數(shù)次后烘干，再測定剩余固體質(zhì)量，表面含有雜質(zhì)會使測定質(zhì)量增大；
（2）①依據(jù)實驗裝置和實驗?zāi)康姆治雠袛鄬嶒灢襟E，利用量氣管測定氣體體積，裝置必須密閉，不能漏氣，實驗前先檢查裝置氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好，記錄C的液面位置，由A向B中滴加足量試劑，待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置；
②依據(jù)壓強不變，記錄C處數(shù)據(jù)需要調(diào)節(jié)CD兩邊液面相平，才能準確測定生成氣體的體積；
（3）根據(jù)金屬鎂不能和氫氧化鈉反應(yīng)，但是金屬鋁能反應(yīng)這一角度來設(shè)計實驗方案即可．

解答 解：（1）實驗設(shè)計1是利用鎂鋁合金中的鋁溶解溶于氫氧化鈉溶液中過濾洗滌得到沉淀稱量質(zhì)量計算，
①合金中的鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，
故答案為：2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；
②已知質(zhì)量為m₁g的鎂鋁合金，溶于氫氧化鈉溶于反應(yīng)后得到固體質(zhì)量為m₂g，為鎂的質(zhì)量，計算質(zhì)量分數(shù)=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%，
故答案為：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%；
③依據(jù)物質(zhì)溶解過濾的實驗基本操作分析需要的儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯；
故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
④如果過濾得到沉淀沒有用蒸餾水洗滌數(shù)次后烘干，再測定剩余固體質(zhì)量，表面含有雜質(zhì)會使測定質(zhì)量增大；
故答案為：偏大；
（2）①依據(jù)實驗裝置和實驗?zāi)康姆治雠袛鄬嶒灢襟E，利用量氣管測定氣體體積，裝置必須密閉，不能漏氣，實驗前先檢查裝置氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好，記錄C的液面位置，由A向B中滴加足量試劑，待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置，實驗操作順序為：d e a b c；
故答案為：cdaeb；
②依據(jù)壓強不變，記錄C處數(shù)據(jù)需要調(diào)節(jié)CD兩邊液面相平，才能準確測定生成氣體的體積，調(diào)整D的高度，使C、D中的液面相平；
故答案為：調(diào)整D的高度，使C、D中的液面相平；
（3）金屬鎂不能和氫氧化鈉反應(yīng)，但是金屬鋁能反應(yīng)，可以據(jù)此來設(shè)計實驗，如：鎂鋁合金$\stackrel{足量鹽酸}{→}$溶液$\stackrel{過濾氫氧化鈉溶液}{→}$固體難溶物，稱量得到固體質(zhì)量即為氫氧化鎂的質(zhì)量，進而計算金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)，
故答案為：足量鹽酸；過量NaOH溶液．

點評 本題考查了混合物在成分的實驗測定方法和實驗過程分析判斷，實驗設(shè)計不知和計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．