Question

2．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量．
（1）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：
①记录C的液面位置；
②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；
③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；
④由A向B滴加足量试剂．
上述操作的顺序是①④③②（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应使D和C的液面相平．
（2）A中试剂为NaOH溶液．
（3）B中发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑．
（4）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将偏小（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．
（5）若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为$\frac{33\;\;600\;\;\;a-c}{b}$．

Answer 1

分析 （1）整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录C中的液面，两者相减即为产生H₂的量；最后称得的固体即为Mg的质量．在读数时要注意D、C液面相平，否则气体将受压，造成读数不准；
（2）Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱反应而不和Mg反应，则可以用NaOH与Al反应制得H₂，然后用排水法收集H₂，以计算Al的量；
（3）B中发生的是Al与碱的反应；
（4）铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为（a-c）g，据w（Al）=$\frac{a-c\;\;\;g}{a\;\;g}$×100%的计算公式分析带来的误差；
（5）（a-c）即为铝的质量，再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量，而n（Al）可以由产生的H₂获得．

解答 解：（1）实验时，记下量气管中C的液面位置，再加入NaOH溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，记录量气管中C的液面位置，最后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；量气管读数时为使里面气体压强与外界大气压相等，必须使D和C两管中液面相平，
故答案为：①④③②；使D和C的液面相平；
（2）根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱（如NaOH溶液）反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH溶液，
故答案为：NaOH溶液；
（3）观察实验装置图可知是用定量集气法完成实验目的，故A中应盛NaOH溶液，B管中发生铝与NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（4）铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为（a-c）g，据w（Al）=$\frac{a-c\;\;\;g}{a\;\;g}$×100%的计算公式可知，未洗涤不溶物c增大，（a-c）的值减小，会造成铝的质量分数偏小，
故答案为：偏小；
（5）铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为（a-c）g，设铝的相对原子质量为M，则
2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
2M                  3×22400ml
（a-c）g               bml
解得：M=$\frac{33\;\;600\;\;\;a-c}{b}$，
故答案为：$\frac{33\;\;600\;\;\;a-c}{b}$．

点评 本题考查了探究实验、混合物的计算和测定，题目难度中等，注意把握镁铝的化学性质，侧重于元素化合物知识的综合应用的考查．