Question

鋁鎂合金是飛機制造、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)計了下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白：

【方案一】

【實驗方案】將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。

實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。

【實驗步驟】

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

（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

【方案二】

【實驗方案】將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積。

【實驗步驟】

（1）同學(xué)們擬選用下列實驗裝置完成實驗：

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

（2）仔細分析實驗裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。

①裝置中導(dǎo)管a的作用是_______________。

②實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為___mL。

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

 

Answer 1

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)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進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�、�(V1－V2)�、蹖嶒灂r的溫度和壓強

【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）過濾后，金屬鎂的表面會沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實際質(zhì)量，所測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。

方案二：

（1）觀察實驗方案，很明顯，該同學(xué)采用排水法來測量產(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）。用導(dǎo)管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進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，還需知道實驗時的溫度和壓強。