Question

(12分)第29屆奧運會祥云火炬的外殼材料是高強度的鋁鎂合金。某課外活動小組欲對鋁鎂合金進行研究，測定其中鎂的質量分數(shù)，他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設計了三種不同的實驗方案：

方案一：鋁鎂合金測定生成氣體的體積

方案二：鋁鎂合金測定生成氣體的體積

方案三：鋁鎂合金溶液稱量灼燒產物的質量。

（1）寫出方案一中發(fā)生反應的離子方程式 。

（2）實驗小組根據(jù)方案二設計了兩個實驗裝置，如下圈(圖中的鐵架臺已省略)。

你認為選擇 （選填甲或乙)裝置進行實驗更合理，誤差更小。

（3）用方案三進行實驗時，除了稱量灼燒產物質量外，還需稱量的是 。

（4）拓展研究：在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過量NaOH溶液時，生成沉淀的質量與加入NaOH溶液體積的關系可用數(shù)軸關系表示：

請你判斷，根據(jù)上圖數(shù)軸申的數(shù)據(jù)能否求出合金中鎂的質量分數(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量分數(shù)，請說明理由 。

②若能求出合金中鎂的質量分數(shù)，則鎂的質量分數(shù)為 （保留一位小數(shù)）。

 

Answer 1

（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (3分)；（2）乙(2分)

（3）合金樣品的質量(2分) （4）能(2分) 30.8％(3分).

【解析】

試題分析：（1）方案一中發(fā)生反應的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；（2）第二個裝置使用的儀器少，不容易漏氣，而且由于在開始時合金放在Y型管的一個支管，鹽酸放在Y型管另一個支管中，在二者未接觸時，不能反應產生氣體，當把Y型管管傾斜時，二者相接觸，反應產生氫氣，由于容器的容積較大，可以與空氣進行充分的冷卻降溫，因此使稱量的氣體的體積更接近真實值，誤差較小。故乙裝置進行實驗更合理，誤差更小。（3）用方案三進行實驗時，原固體是鎂鋁，在經過鹽酸溶解時，溶液中含有氯化鎂、氯化鋁和鹽酸，若向其中加入過量的NaOH溶液時，最終得到的是Mg(OH)2沉淀，將其過濾，洗滌、灼燒、干燥，冷卻，得到的是MgO,因此若用該方法，除了稱量灼燒產物質量外，還需稱量的是鎂鋁合金樣品的質量；（4）Mg2+、Al3+形成沉淀一共消耗NaOH的體積是40ml;溶解Al(OH)3消耗NaOH的體積是10ml,則沉淀Al3+消耗NaOH體積是30ml, 沉淀Mg2+消耗NaOH體積是10ml,由于在相同的體積內含有NaOH的物質的量相等，所以n(Al):n(Mg)=2:1。所以Mg的質量分數(shù)是[24÷（24+2×27）]×100%=30.8％.

考點：考查鋁鎂合金樣品的質量分數(shù)的測定方法的比較、離子方程式的書寫、含量的計算的知識。