Question

20．鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料．研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%一5%的鋁鎂合金（不含其它元素）中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．填寫下列空白．
【探究一】實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金$\stackrel{NaOH溶液}{→}$測(cè)定剩余固體質(zhì)量．
問    題：實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，投入VmL 2、0mol•L^-1NaOH溶液中，充分反應(yīng)．NaOH溶液的體積V≥100
（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體．該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高（填“偏高”或“偏低”）．
【探究二】實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金$\stackrel{鹽酸}{→}$測(cè)定生成氣體的體積實(shí)驗(yàn)裝置．
問題討論：
（1）某同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置不夠完善，應(yīng)在A、B之間添加一個(gè)干燥、除酸霧的裝置．你的意見是：不需要（填“需要”或“不需要”）．
（2）為使測(cè)定結(jié)果盡可能精確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題是（寫出兩點(diǎn)）：
①檢查裝置的氣密性
②合金完全溶解（或加入足量鹽酸，或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積等合理答案）．

Answer 1

分析 探究一：鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣；
（1）鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小時(shí)，金屬鋁的質(zhì)量最大，需要的氫氧化鈉溶液最多，實(shí)際需要?dú)溲趸�鈉溶液的體積應(yīng)大于或等于最大值，據(jù)此計(jì)算；
（2）鎂上會(huì)附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測(cè)定的鎂的質(zhì)量偏大；
探究二：（1）氯化氫極易溶于水，揮發(fā)的氯化氫不影響氫氣體積的測(cè)定結(jié)果，所以不需要加除霧裝置；
（2）裝置的氣密性、合金是否完全溶解（或加入足量鹽酸，或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積）等會(huì)影響測(cè)定結(jié)果；

解答 解：探究一：鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（1）含鎂為零時(shí)，金屬鋁的含量最高，5.4g合金中鋁的質(zhì)量為5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，則：
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
54g      2mol
5.4g    V×10^-3L×2.0mol/L
所以54g：5.4g=2mol：（V×10^-3L×2.0mol/L），
解得：V=100mL，故V（NaOH溶液）≥100mL；
故答案為：100mL；
（2）鎂上會(huì)附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測(cè)定的鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高；
探究二：（1）由于氯化氫極易溶于水，揮發(fā)的氯化氫不影響氫氣體積的測(cè)定結(jié)果，所以不需要加除霧裝置，
故答案為：不需要；
（2）反應(yīng)中裝置的氣密性、合金是否完全溶解都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果，
故答案為：檢查裝置的氣密性；合金完全溶解（或加入足量鹽酸，或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平，待冷卻至室溫再讀體積等合理答案）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合考查，需要學(xué)生具有知識(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．