题目内容
铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组为测定某含镁3%-5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计以下实验方案进行探究．
填写下列空白．
[实验方案]铝镁合金粉末
测定剩余固体质量
[实验步骤]
步骤1：称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol?L-1NaOH溶液中，充分反应．
步骤2：过滤、洗涤、干燥、称量固体．
[交流与讨论]
（1）实验中发生反应的化学方程式是 ；
（2）参与反应的NaOH溶液的体积V≥ ；
（3）步骤2中，如果经两次过滤滤液仍浑浊，则原因可能是 （只填一点）；
（4）步骤2中，若未洗涤固体，测得镁的质量分数将 （填“偏高”或“偏低”）．
[实验拓展]请你另设计-个实验方案（用上述方案的试剂），测定该铝镁合金中镁的质量分数．
要求：从图中挑选所需的仪器，画出该方案的实验装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管，固定装置不用画），并标明所用试剂．
填写下列空白．
[实验方案]铝镁合金粉末
| NaOH溶液 |
[实验步骤]
步骤1：称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol?L-1NaOH溶液中，充分反应．
步骤2：过滤、洗涤、干燥、称量固体．
[交流与讨论]
（1）实验中发生反应的化学方程式是
（2）参与反应的NaOH溶液的体积V≥
（3）步骤2中，如果经两次过滤滤液仍浑浊，则原因可能是
（4）步骤2中，若未洗涤固体，测得镁的质量分数将
[实验拓展]请你另设计-个实验方案（用上述方案的试剂），测定该铝镁合金中镁的质量分数．
要求：从图中挑选所需的仪器，画出该方案的实验装置简图（添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管，固定装置不用画），并标明所用试剂．
分析：（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
（2）镁的质量分数最小时，金属铝的质量最大，需要的氢氧化钠溶液最多，实际需要氢氧化钠溶液的体积应大于或等于最大值，据此计算；
（3）如果经两次过滤滤液仍浑浊，说明过滤实验失败，可能原因为滤纸破损；过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘；仪器不干净等；
（4）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大；
（5）可以依据合金与氢氧化钠反应生成的氢气，测定氢气体积来计算铝的质量得到镁的质量分数．
（2）镁的质量分数最小时，金属铝的质量最大，需要的氢氧化钠溶液最多，实际需要氢氧化钠溶液的体积应大于或等于最大值，据此计算；
（3）如果经两次过滤滤液仍浑浊，说明过滤实验失败，可能原因为滤纸破损；过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘；仪器不干净等；
（4）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大；
（5）可以依据合金与氢氧化钠反应生成的氢气，测定氢气体积来计算铝的质量得到镁的质量分数．
解答：解：（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（1）含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为，5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
54g 2mol
5.4g×97% V×10-3L×2.0mol/L
所以54g：（5.4g×97%）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL，
故答案为：97mL；
（3）如果经两次过滤滤液仍浑浊，说明过滤实验失败，可能原因为滤纸破损；过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘；仪器不干净等；
故答案为：滤纸破损（或过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘或仪器不干净等）；
（4）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高，
故答案为：偏高；
（5）依据合金与氢氧化钠反应生成的氢气，测定氢气体积来计算铝的质量得到镁的质量分数，分析题干装置可知需要利用试管和分液漏斗，双孔塞，导气管水槽，量筒来测定生成的氢气体积，氢气难溶于水，可以在量筒中采用排水法测定氢气体积，装置图为：
，
故答案为：．
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（1）含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为，5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
54g 2mol
5.4g×97% V×10-3L×2.0mol/L
所以54g：（5.4g×97%）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL，
故答案为：97mL；
（3）如果经两次过滤滤液仍浑浊，说明过滤实验失败，可能原因为滤纸破损；过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘；仪器不干净等；
故答案为：滤纸破损（或过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘或仪器不干净等）；
（4）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高，
故答案为：偏高；
（5）依据合金与氢氧化钠反应生成的氢气，测定氢气体积来计算铝的质量得到镁的质量分数，分析题干装置可知需要利用试管和分液漏斗，双孔塞，导气管水槽，量筒来测定生成的氢气体积，氢气难溶于水，可以在量筒中采用排水法测定氢气体积，装置图为：
，故答案为：
．点评：本题主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．
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