Question

合金已成为飞机制造、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（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。

〖实验方案一〗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5.4 g铝镁合金粉末样品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V ≥ 　　　　　　　　　　　　　　。

（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”)。

〖实验方案二〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×10⁵Pa）的体积。

〖问题讨论〗

（3）同学们拟选用下列实验装置完成实验：

①你认为最简易的装置其连接顺序是（填接口字母，可不填满）：

A接（　　 ）（　　 ）接（　　 ）（　　 ）接（　　 ）

②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因。　　　　　　　　　　　　　　　　　　       。

③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是　　　　　　 。

A．待实验装置冷却后再读数

B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平

C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平

D．视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积

 

Answer 1

【答案】

[方案一]2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

（1）97 mL                （2）偏高

[方案二]（3）① EDG 　

②锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大

③ ACD

【解析】

试题分析：[方案一]铝可以与氢氧化钠反应，镁不与氢氧化钠反应，所以将铝镁合金与足量NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；（1）称取5.4 g铝镁合金粉末样品，溶于VmL 2.0 mol/LNaOH溶液中，充分反应，由于含镁3％~5％，要确保NaOH过量，所以镁的含量要假设为3％，5.4 g铝镁合金含有的铝最大为5.4/27×0.97=0.194mol，所以需要的NaOH溶液的体积为V=0.194/2.0×1000 mL="97" mL，所以NaOH溶液的体积

V ≥97 mL；若未洗涤固体，则称得的镁的质量比实际的大，所以测得镁的质量分数将偏高；（3）①由于氢气的密度小于空气的密度，可以采用向下排空气的方法，若要收集教纯净的氢气，可以采用排水法，所以该实验的连接顺序为A接EDG ；②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，因为锌与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大，所以一会儿后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶；③实验结束时，要等待实验装置冷却后再读数，此时上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平，再让视线与凹液面的最低点水平，读取量筒中水的体积，故本题的答案为ACD。

考点：合金

点评：本题考查了镁铝合金，利用两种金属的性质设计实验，该题综合性强，有利于考查学生自身的综合能力，本题有一定的难度。