Question

第29屆奧運(yùn)會(huì)祥云火炬的外殼材料是高強(qiáng)度的鋁鎂合金．某課外活動(dòng)小組欲對(duì)鋁鎂合金進(jìn)行研究，測(cè)定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設(shè)計(jì)了三種不同的實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積
方案二：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積
方案三：鋁鎂合金溶液懸濁液稱(chēng)量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量．
（1）寫(xiě)出方案一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______．
（2）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案二設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1（圖中的鐵架臺(tái)已省略）．
你認(rèn)為選擇______（選填甲或乙）裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更�。�
（3）用方案三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了稱(chēng)量灼燒產(chǎn)物質(zhì)量外，還需稱(chēng)量的是______．
（4）拓展研究：在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過(guò)量NaOH溶液時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系可用數(shù)軸關(guān)系表示：
請(qǐng)你判斷，根據(jù)圖2數(shù)軸申的數(shù)據(jù)能否求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？______ （選填“能”或“不能”）
下列①②兩題選一題作答．
①若不能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請(qǐng)說(shuō)明理由______．
②若能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____．

Answer 1

解：（1）鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，但鋁是可以的，反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）根據(jù)裝置構(gòu)造特點(diǎn)可知，乙裝置中可以能使鹽酸與合金的反應(yīng)隨時(shí)停止，操作簡(jiǎn)單，所以實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更小，故答案為：乙；
（3）灼燒得到的是氧化鎂，所以要計(jì)算合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要稱(chēng)量合金樣品的質(zhì)量，故答案為：合金樣品的質(zhì)量；
（4）根據(jù)數(shù)軸可知，溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是60ml-50ml=10ml，則生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液體積應(yīng)該是30ml，所以生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉溶液體積是50ml-10ml-30ml=10ml，則根據(jù)方程式Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓可知Al和Mg的物質(zhì)的量之比是2：1的，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=30.8%，故答案為：能；30.8%．
分析：（1）鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）乙裝置中可以能使鹽酸與合金的反應(yīng)隨時(shí)停止，操作簡(jiǎn)單；
（3）還需要稱(chēng)量合金樣品的質(zhì)量；
（4）加入NaOH溶液50mL～60mL為Al（OH）₃與NaOH的反應(yīng)，可計(jì)算Al³⁺的物質(zhì)的量，則加入NaOH溶液10mL～50mL為Al³⁺和Mg²⁺消耗的體積，根據(jù)方程式Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓、Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓可知Al和Mg的物質(zhì)的量之比，進(jìn)而可計(jì)算鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
點(diǎn)評(píng)：該題考查鎂鋁合金中鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定探究實(shí)驗(yàn)的有關(guān)判斷，是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，在注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)鞏固和訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及評(píng)價(jià)能力，該類(lèi)試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類(lèi)比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論．