Question

9．某化學學習小組利用下列藥品和實驗裝置測定鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)．
實驗藥品：7.8g鎂鋁合金，100ml a mol/L稀硫酸，250ml 5mol/LNaOH．
實驗步驟：
 ①將7.8g鎂鋁合金與100ml a mol/L稀硫酸在如圖所示裝置中充分反應至反應完畢，并收集生成的全部氣體．
②向b內(nèi)的混合液中逐滴加入250ml 5mol/L氫氧化鈉溶液并充分混合，當氫氧化鈉溶液加至180ml時生成的沉淀量最大．
回答下列問題：
（1）儀器b的名稱是圓底燒瓶．
（2）實驗步驟①中，為了使實驗測量更準確，反應物稀硫酸（填“鎂鋁合金”或“稀硫酸”）應保證過量；反應結(jié)束后，讀取量筒所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)時，需要注意三個問題是：一是要冷卻到室溫，二是要調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，三是讀數(shù)時視線要與量筒內(nèi)液體的凹液面最低處保持水平．
（3）實驗步驟②中，當b內(nèi)混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時，此時所得溶液中的溶質(zhì)的化學式是Na₂SO₄．
（4）在“a mol/L稀硫酸”中的a的值為4.5．
（5）經(jīng)正確讀數(shù)方法讀取，實驗步驟①得到的氣體為8.96L（標準狀況下），則合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為30.8%．（保留小數(shù)點后一位數(shù)）

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置圖示分析b為園底燒瓶；
（2）反應是測定合金的成分，必須使合金全部溶解；排水量氣法需要注意水要冷卻至室溫，調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，使視線與量筒內(nèi)的凹液面相平；
（3）b內(nèi)混合液是鎂鋁和過量硫酸反應后的溶液，為硫酸鎂、硫酸鋁，滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時，生成氫氧化鎂測定和氫氧化鋁沉淀，所以溶液中溶質(zhì)為硫酸鈉；
（4）根據(jù)反應過程中生成最大量沉淀時相當于硫酸和氫氧化鈉全部反應，依據(jù)氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同列式計算；
（5）依據(jù)化學方程式，結(jié)合消耗硫酸和生成最大量沉淀時消耗氫氧化鈉的量，反應后測定氣體的量列式計算．

解答 解：（1）實驗裝置中用于硫酸和合金反應的容器是原地燒瓶，故答案為：圓底燒瓶；
（2）根據(jù)實驗目的可知測定合金中鎂鋁的質(zhì)量分數(shù)，實驗式需要合金全部反應，所以需要稀硫酸 過量，排水量氣法需要注意水要冷卻至室溫，調(diào)整量筒液面與廣口瓶液面相平，使視線與量筒內(nèi)的凹液面相平，
故答案為：稀硫酸；冷卻到室溫；讀數(shù)時視線要與量筒內(nèi)液體的凹液面最低處保持水平；
（3）實驗步驟②中，當b內(nèi)混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時發(fā)生的反應為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑、Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；分析反應得到產(chǎn)生最大量測定后的溶質(zhì)為Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄；
（4）f反應過程中生成最大量沉淀時，依據(jù)化學方程式分析判斷，相當于硫酸和氫氧化鈉全部反應，依據(jù)氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同列式：
100mLa mol/L稀硫酸和180mL 5mol/L氫氧化鈉溶液恰好反應，0.1×a×2=0.18×5，a=4.5，
故答案為：4.5；
（5）若標準狀況下，由實驗步驟①得到的氣體體積為8.96L，依據(jù)反應計算：設(shè)鎂物質(zhì)的量為X，鋁物質(zhì)的量為Y；生成氫氣物質(zhì)的量=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol；
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑、2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
X                                X       Y                                        1.5Y
X+1.5Y=0.4
24X+27Y=7.8
解方程得到：X=0.1mol；Y=0.2mol；
則鎂的質(zhì)量分數(shù)$\frac{0.1mol×24g/mol}{7.8g}$×100%=30.8%，
故答案為：30.8%．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，合金溶于酸后加入氫氧化鈉溶液生成沉淀量的變化分析和計算應用，基礎(chǔ) 知識的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．