Question

為測定鎂鋁合金（不含其它元素）中鋁的質量分數(shù)，甲、乙、丙三個學習小組設計了下列三種不同的實驗方案進行探究．請回答下列問題：
（一）甲組：實驗方案：鎂鋁合金

足量NaOH溶液

測定剩余固體質量
實驗步驟：
①稱量：托盤天平稱量一定質量鎂鋁合金粉末
②溶解：將①中藥品加入燒杯中，加入過量的 NaOH 溶液，不斷攪拌，充分反應．發(fā)生反應的離子方程式為：

 

③過濾：
④洗滌：若未對過濾所得固體進行洗滌，測得鋁的質量分數(shù)將

 

（填“偏高”、“偏低”或“不變”）
⑤干燥、稱量剩余固體
（二）乙組：實驗方案：鎂鋁合金

足量鹽酸

測定生成氣體的體積，實驗裝置如圖所示．
（1）某同學提出該實驗裝置不夠完善，應在A、B之間添加一個裝有堿石灰的干燥裝置．你的意見是

 

（填“需要”或“不需要”）
（2）為使測定結果盡可能精確，實驗中應注意的問題是（要求寫出二點）：

 

、

 

（三）丙組：實驗方案：12g鎂鋁合金

足量鹽酸

溶液

足量NaOH溶液

操作1

操作1包括過濾、洗滌、干燥和稱量，并最終得到固體物質1.45g．則該合金中鋁的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,鎂的化學性質,鋁的化學性質

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（一）②金屬鋁可以和氫氧化鈉之間發(fā)生反應，但是金屬鎂和氫氧化鈉之間不會發(fā)生反應；
④固體表面沾有偏鋁酸鈉溶液，稱量剩余固體質量會偏大；
（二）（1）氯化氫極易溶于水，揮發(fā)的氯化氫不影響氫氣體積的測定結果，所以不需要加除霧裝置；
（2）裝置的氣密性、合金是否完全溶解（或加入足量鹽酸，或調整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積）等會影響測定結果；
（三）根據(jù)得到的沉淀是氫氧化鎂，結合鎂元素守恒得到金屬鎂的質量，進而計算該合金中鋁的質量分數(shù)．

解答： 解：（一）②金屬鋁可以和氫氧化鈉之間發(fā)生反應2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；
④固體表面沾有偏鋁酸鈉溶液，稱量剩余固體質量會偏大，測定鋁的質量分數(shù)減小，測定質量分數(shù)偏低，故答案為：偏低；
（二）（1）由于氯化氫極易溶于水，揮發(fā)的氯化氫不影響氫氣體積的測定結果，所以不需要加除霧裝置，故答案為：不需要；
（2）反應中裝置的氣密性、合金是否完全溶解都會影響測定結果，所以需要檢查裝置的氣密性；合金完全溶解（或加入足量鹽酸，或調整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積等）
故答案為：檢查裝置的氣密性；合金完全溶解（或加入足量鹽酸，或調整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積等合理答案）；
（三）金屬鎂、鋁和鹽酸反應得到氯化鎂和氯化鋁的混合液，再加入足量的氫氧化鈉，過濾得到的固體物質1.45g是氫氧化鎂的質量，物質的量是

1.45g

58g/mol

=0.025mol，所以金屬鎂的質量是0.025mol×24g/mol=0.6g，所以金屬鋁的質量分數(shù)=

12-0.6

12

×100%=95%，故答案為：95%．

點評：本題考查物質含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．