19.鎂鋁合金用途很廣泛,比如用作手機機身,我校課外活動小組欲對某一品牌手機機身的鋁鎂合金進行研究,測定其中鋁的質(zhì)量分數(shù).
I.他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設(shè)計下列實驗方案:
方案:鋁鎂合金$\stackrel{過量鹽酸}{→}$ 溶液$→_{③}^{過量NaOH溶液}$$→_{④}^{過濾、洗滌、燒灼、冷卻}$稱量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量.
(1)鎂鋁合金的硬度比金屬鋁的硬度大(選填:大、。
(2)若實驗中需要240mL0.6mol/L鹽酸,配制時需要量取密度為1.2g/mL 質(zhì)量分數(shù)為36.5%濃鹽酸的體積為
12.5mL,所需的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒、250ml容量瓶、膠頭滴管.
(3)用該方案進行實驗時,除了稱量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量外,還需稱量的是合金樣品的質(zhì)量.
II.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(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系可用數(shù)軸關(guān)系表示:

(3)當加入60~70ml氫氧化鈉溶液時,請寫出發(fā)生的離子方程式Al(OH)3+2OH-=2 AlO2-+H2O.
(4)請判斷,根據(jù)上圖數(shù)軸中的數(shù)據(jù)能否求出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)?能(選填“能”或“不能”).
下列①②兩題選一題作答.
①若不能求出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù),請說明理由空.
②若能求出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù),則鋁的質(zhì)量分數(shù)為52.94%.

分析 I.(1)合金硬度大于各成分;
(2)物質(zhì)的量濃度C=$\frac{1000ρw}{M}$mol/L;根據(jù)稀釋前后鹽酸的物質(zhì)的量不變計算需要濃鹽酸體積;選取容量瓶規(guī)格應該等于或稍大于配制溶液體積;
(3)根據(jù)題中流程可知,測定合金樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù),還需要稱量合金樣品的質(zhì)量;
II.(3)當加入60~70ml氫氧化鈉溶液時,沉淀的質(zhì)量減小,是氫氧化鋁與氫氧化鈉發(fā)生反應生成了偏鋁酸鈉,據(jù)此書寫離子方程式;
(4)加入NaOH溶液50mL~60mL為Al(OH)3與NaOH的反應,可計算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,進而可計算鎂的質(zhì)量分數(shù).

解答 解:I.(1)鎂鋁合金的硬度比金屬鋁的硬度大,故答案為:大;
(2)物質(zhì)的量濃度C=$\frac{1000ρw}{M}$mol/L=$\frac{1000×1.2×36.5%}{36.5}$=12mol/L,
稀釋前后鹽酸的物質(zhì)的量不變,濃鹽酸體積=$\frac{0.6mol/L×0.25l}{12mol/L}$=0.0125L=12.5ml;選取容量瓶規(guī)格應該等于或稍大于配制溶液體積,實驗室沒有240mL容量瓶,有250mL容量瓶,所以應該選取250mL容量瓶,所需的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、膠頭滴管,
故答案為:12.5;250mL容量瓶、膠頭滴管;
(3)灼燒得到的是氧化鎂,所以要計算合金中鎂的質(zhì)量分數(shù),還需要稱量合金樣品的質(zhì)量,
故答案為:合金樣品的質(zhì)量;
II.(3)當加入60~70ml氫氧化鈉溶液時,沉淀的質(zhì)量減小,是氫氧化鋁與氫氧化鈉發(fā)生反應生成了偏鋁酸鈉,反應的離子方程式為:Al(OH)3+2OH-=2 AlO2-+H2O,
故答案為:Al(OH)3+2OH-=2 AlO2-+H2O;
(4)①空;
②根據(jù)數(shù)軸可知,溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是70ml-60ml=10ml,則生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液體積應該是30ml,所以生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉溶液體積是60ml-10ml-30ml=20ml,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1:1的,則鋁的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{27}{27+24}$×100%=52.94%,
故答案為:能;52.94%.

點評 本題考查鎂鋁合金中鎂質(zhì)量分數(shù)測定探究實驗的有關(guān)判斷,是高考中的常見題型,屬于中等難度的試題,試題綜合性強,在注重對基礎(chǔ)知識鞏固和訓練的同時,側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練,有利于培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計能力以及評價能力.

練習冊系列答案
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