Question

（本題共15分）

有4種質(zhì)量比可能相同或不同的鎂鋁合金樣品①、②、③、④。甲、乙、丙、丁4位同學各取1種樣品，進行下列實驗，測定合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。

52．甲同學取樣品①m1 g和過量的氫氧化鈉溶液反應，然后過濾；再往濾液中通入過量的二氧化碳氣體，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m1 g。則樣品①合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為_____________。

53．乙同學取樣品②m2 g和足量的鹽酸反應，然后滴加過量的氫氧化鈉溶液，將沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m2 g。則樣品②合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為____________。

54．丙同學取樣品③m3 g和足量的稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標準狀況下得到氣體體積為V L，則樣品③中m3的取值范圍是___________________________________________。

丁同學取不同質(zhì)量的樣品④分別和30 mL同濃度的鹽酸反應，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體體積（已轉(zhuǎn)化為標準狀況）如下：

實驗序號	a	b	c
合金質(zhì)量/mg	510	765	918
氣體體積/mL	560	672	672

55．通過計算求該鹽酸的物質(zhì)的量濃度。

56．通過計算求樣品④中合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。

57．在c組實驗后，還需向容器中加入1.0 mol·L-1的氫氧化鈉溶液多少毫升才能使剩余合金中的鋁恰好完全溶解？

 

Answer 1

52. 47.06%　　（2分）

53. 60%　　（2分）

54. 0.80V＜m＜1.07V

（2分，其它寫法如27V/33.6＜m＜24V/22.4或9V/11.2＜m＜3V/2.8都給分）

55. 丙中鹽酸反應完全，n(H2)=0.672/22.4 =0.03 mol，（1分）

則c(HCl)=0.03×2/0.03=2.0 mol·L-1（1分）

56. 設合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，則有：

（1分）

解得：x = y = 0.01 mol（1分）

則w(Mg)=[(0.01 mol×24 g·mol-1)/0.510 g]×100%=47.06%（1分）

57. 根據(jù)HCl ~ NaCl和Al ~ NaAlO2可知

n(NaCl)=n(HCl)=2.0 mol·L-1×0.030 L=0.06 mol（1分）

n(NaAlO2)=n(Al)=0.01 mol×918/510=0.018 mol（1分）

根據(jù)Na+守恒得：n(NaOH)=0.06 mol+0.018 mol=0.078 mol（1分）

故V(NaOH)=0.078 mol/1.0 mol·L-1=0.078 L=78 mL （1分）

即c組實驗后還需加入78 mL的氫氧化鈉溶液，才能使剩余合金中的鋁恰好完全溶解。

【解析】

試題分析：52.鎂鋁合金中鋁與氫氧化鈉反應產(chǎn)物經(jīng)過二氧化碳反應所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體為氧化鋁，反應前為鎂鋁反應后為鋁和氧，質(zhì)量不變，根據(jù)元素守恒可知氧化鋁中氧的質(zhì)量分數(shù)即為鎂的質(zhì)量分數(shù)，為16×3/（16×3+27×2）= 47.06%；53.該反應得到的固體為氧化鎂，根據(jù)元素質(zhì)量守恒，氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)即是鎂鋁合金中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)，為24/（24+16）= 60%；

54.鎂鋁與稀硫酸反應消耗的硫酸不同產(chǎn)生的氣體量也不同，故采用極值法確定其范圍，金屬全為鎂時

金屬的量為V/22.4×24=1.07V，金屬全為鋁時V/22.4×2/3×27=0.80V,范圍0.80V＜m＜1.07V；

55.丁同學實驗數(shù)據(jù)中鹽酸量固定，bc組鹽酸反應完全，a組金屬反應完全，故計算鹽酸的濃度根據(jù)bc組氣體數(shù)據(jù)直接得出，丙中鹽酸反應完全，n(H2)=0.672/22.4 =0.03 mol，

則c(HCl)=0.03×2/0.03=2.0 mol·L-1

56.根據(jù)a組數(shù)據(jù)列方程式可解，解法見答案；57.根據(jù)元素守恒，合金中鋁最終變?yōu)?/span>NaAlO2，開始加入的鹽酸最終變?yōu)槁然�鈉，此可稱為終態(tài)分析法。

n(NaCl)=n(HCl)=2.0 mol·L-1×0.030 L=0.06 mol（氯原子守恒）

n(NaAlO2)=n(Al)=0.01 mol×918/510=0.018 mol（鋁原子守恒）

根據(jù)Na+守恒得：n(NaOH)=0.06 mol+0.018 mol=0.078 mol

故V(NaOH)=0.078 mol/1.0 mol·L-1=0.078 L=78 mL （1分）

即c組實驗后還需加入78 mL的氫氧化鈉溶液，才能使剩余合金中的鋁恰好完全溶解。

考點：考查化學計算有關問題。