2.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.
【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2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0mol/L NaOH溶液中,充分反应.则NaOH溶液的体积V≥97mL
(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偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
【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.
(1)同学们拟选用下列实验装置图1完成实验:
①你认为最简易的装置其连接顺序是:A接E接D接G(填接口字母,可不填满.)
②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ACD
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.视线与凹液面最低点水平,读取量筒中水的体积
(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.于是他们设计了图2所示的实验装置.
①装置中导管a的作用有: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和滴入锥形瓶的稀硫酸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实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL.则产生氢气的体积为V1-V2 mL
18.氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200°C,导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料.工业用氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、AlO3、C等杂质.现要通过实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解).
(1)实验原理
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4,则该反应的离子方程式是Al4C3+12H+=4Al3++3CH4↑.
②AlN溶于强酸生成铵盐,溶于氢氧化钠溶液生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑.
(2)实验装置(如图所示)

(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性.称得D装置的质量为yg,滴定管的读数为amL.
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞K2、K3,打开活塞K1,通过分液漏斗加入过量H2SO4(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应.
③待反应进行完全后,关闭活塞K1,打开活塞K3,通过分液漏斗加入过量NaOH(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应.
④打开K2,通过打气装置通入空气一段时间.
⑤记录滴定管的读数为bmL,称得D装置的质量为zg.
(4)数据处理与问答
①在上述装置中,设置活塞K2的目的是打开K2,通入空气一段时间,排尽装置的氨气,被装置D完全吸收.
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积偏小(填“偏大”,“偏小”或“无影响”).
③Al4C3的质量分数为$\frac{0.048(a-b)}{Vmx}$×100%,AlN的质量分数为$\frac{41(Z-Y)}{17X}$×100%.
17.亚硫酸钠(Na2SO3)、漂白液(NaClO)和明矾[KAl(SO42•12H2O]都是重要的化工产品,在日常生活和工业生产中都有广泛用途,且三者都可用在造纸业的不同生产工序中.
(1)NaClO做消毒液是它能与水反应产生一种强氧化性物质,写出NaClO的电子式.在工业上,用氯化钠为原料,在碱性溶液中,通过电解的方法可制得NaClO,用离子方程式表示制取NaClO的电解总反应:Cl-+H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ClO-+H2↑.将等浓度等体积的NaClO与Na2SO3溶液混合后,两者恰好完全反应,写出混合过程的离子反应方程式ClO-+SO32-=Cl-+SO42-
(2)将饱和NaClO和KAl(SO42溶液混合,置于一只带单孔橡皮塞的大试管中,产生大量的白色胶状沉淀.此时反应的离子方程为3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al(OH)3↓.再将大试管置于阳光下照射,不久试管液面上方有浅黄绿色气体产生,将气体通入NaOH溶液充分吸收后,还能收集到一种无色无味的气体.写出在阳光照射下,混合液中反应的化学方程式4HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H2O+2Cl2↑+O2↑.若将KAl(SO42溶液换成硫酸亚铁铵 (NH42SO4•FeSO4溶液后,再与NaClO溶液混合,观察到大试管中有红褐色沉淀产生,同时溶液里现黄色,但没有气体生成.此时试管中发生反应的离子方程式为3ClO-+6Fe2++3H2O=2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-
(3)取一定体积KAl(SO42溶液于试管中,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,直至产生沉淀的质量最大,写出此时的离子反应方程式Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O.
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