题目内容

19.铝镁合金因密度小、强度高、刚性好等特点,在人类生活中应用广泛.某兴趣小组的同学对编号为①、②的两种铝镁合金样品进行了如下实验.  
已知:镁能与酸反应,但不能与碱溶液反应;铝既能与酸反应,又能与氢氧化钠等碱溶液反应,化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2溶液与二氧化碳反应能产生氢氧化铝沉淀,后者经过滤、洗涤、灼烧后生成相应氧化物.
(1)取质量为m的样品①和过量的氢氧化钠溶液反应,然后过滤;再向滤液中通入过量的二氧化碳气体,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧,所得固体的质量仍为m.求样品①中铝的质量分数.   
(2)取不同质量的样品②分别和30 g相同浓度的盐酸反应,所取合金质量与产生气体体积(气体的密度为0.089 3 g/L)如表所示:
实验序号abc
合金质量/mg510765918
气体体积/mL560672672
求:合金中铝镁的质量比.

分析 (1)根据发生的化学反应,2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓,2Al(OH)3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O,最后得到的固体是氧化铝,质量不变,说明氧化铝中氧元素的质量分数等于镁元素的质量分数;
(2)根据表格提供的数据判断盐酸反应的量,再进行计算.

解答 解:(1)2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓,2Al(OH)3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O,最后得到的固体是氧化铝,质量不变,说明氧化铝中氧元素的质量分数等于镁元素的质量分数,即铝元素的质量分数就是氧化铝中铝元素的质量分数,$\frac{27×2}{27×2+16×3}×100%$≈52.9%;
(2根据表格可以看出,第一次的合金全部参加反应,生成的氢气的质量为:0.56L×0.0893g/L≈0.05g
设镁的质量为x,生成的氢气的质量为a,则铝的质量为0.51g-x,生成的氢气的质量为0.05g-a
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24              2
x             a
$\frac{24}{x}=\frac{2}{a}$ 
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54                6
0.51g-x           0.05g-a
$\frac{54}{0.51g-x}=\frac{6}{0.05g-a}$
解得x=0.24g,
故铝的质量为0.51g-0.24g=0.27g
故铝和镁的质量比为:0.27g:0.24g=9:8
答:合金中铝镁的质量比为9:8.

点评 本题主要考查学生运用化学方程式进行计算和推断的能力,计算时要注意规范性和准确性.

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