题目内容

铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白:
【方案一】
【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。
【实验步骤】
(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体??为V物质的量浓度为4.0 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥_________mL。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【方案二】
【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积。
【实验步骤】
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。
(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_______________。
②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2mL,则产生氢气的体积为___mL。
③若需确定产生氢气的量,还需测定的数据是______。
方案一:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ (1)97 (2)偏高
方案二:(1)E D G
(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②(V1-V2) ③实验时的温度和压强
方案一:将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,镁不和NaOH溶液反应,铝发生反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
(1)假设合金中镁的质量分数最少为3%,则10.8 g铝镁合金粉末样品中含有铝10.476 g,其物质的量是0.388 mol,根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑知,需要n(NaOH)=n(Al)=0.388 mol,V(NaOH)=0.388 mol/4.0 mol·L-1=0.097 L。
(2)过滤后,金属镁的表面会沾有其他离子,如果没有洗涤,称量后的固体的质量将大于镁的实际质量,所测得镁的质量分数将偏高。
方案二:
(1)观察实验方案,很明显,该同学采用排水法来测量产生氢气的体积,故A应连接E,D连接G。(最后读数时要调节广口瓶和量筒中的液面高度,F接口的导管太短)。用导管a连接后,滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。②量气管的0刻度在上,故产生氢气的体积为(V1-V2) mL。③若需确定产生氢气的量,还需知道实验时的温度和压强。
练习册系列答案
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