Question

9．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組利用下列藥品和實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
實(shí)驗(yàn)藥品：7.8g鎂鋁合金，100ml a mol/L稀硫酸，250ml 5mol/LNaOH．
實(shí)驗(yàn)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(yīng)至反應(yīng)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(dāng)氫氧化鈉溶液加至180ml時(shí)生成的沉淀量最大．
回答下列問(wèn)題：
（1）儀器b的名稱是圓底燒瓶．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟①中，為了使實(shí)驗(yàn)測(cè)量更準(zhǔn)確，反應(yīng)物稀硫酸（填“鎂鋁合金”或“稀硫酸”）應(yīng)保證過(guò)量；反應(yīng)結(jié)束后，讀取量筒所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)時(shí)，需要注意三個(gè)問(wèn)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(shí)視線要與量筒內(nèi)液體的凹液面最低處保持水平．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟②中，當(dāng)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(shí)，此時(shí)所得溶液中的溶質(zhì)的化學(xué)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(shí)驗(yàn)步驟①得到的氣體為8.96L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.8%．（保留小數(shù)點(diǎn)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(yīng)是測(cè)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(guò)量硫酸反應(yīng)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(shí)，生成氫氧化鎂測(cè)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(yīng)過(guò)程中生成最大量沉淀時(shí)相當(dāng)于硫酸和氫氧化鈉全部反應(yīng)，依據(jù)氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同列式計(jì)算；
（5）依據(jù)化學(xué)方程式，結(jié)合消耗硫酸和生成最大量沉淀時(shí)消耗氫氧化鈉的量，反應(yīng)后測(cè)定氣體的量列式計(jì)算．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置中用于硫酸和合金反應(yīng)的容器是原地?zé)�瓶，故答案為：圓底燒瓶；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍獪y(cè)定合金中鎂鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)式需要合金全部反應(yīng)，所以需要稀硫酸 過(guò)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(shí)視線要與量筒內(nèi)液體的凹液面最低處保持水平；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟②中，當(dāng)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(shí)發(fā)生的反應(yīng)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(yīng)得到產(chǎn)生最大量測(cè)定后的溶質(zhì)為Na₂SO₄，
故答案為：Na₂SO₄；
（4）f反應(yīng)過(guò)程中生成最大量沉淀時(shí)，依據(jù)化學(xué)方程式分析判斷，相當(dāng)于硫酸和氫氧化鈉全部反應(yīng)，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(yīng)，0.1×a×2=0.18×5，a=4.5，
故答案為：4.5；
（5）若標(biāo)準(zhǔn)狀況下，由實(shí)驗(yàn)步驟①得到的氣體體積為8.96L，依據(jù)反應(yīng)計(jì)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?jǐn)?shù)$\frac{0.1mol×24g/mol}{7.8g}$×100%=30.8%，
故答案為：30.8%．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算應(yīng)用，基礎(chǔ) 知識(shí)的熟練掌握是解題關(guān)鍵，題目難度中等．