题目内容
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）如下表所示：
求：
①盐酸中溶质的质量分数．
②合金中铝镁的质量比．
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）如下表所示：
| 实验序号 | a | b | c |
| 合金质量/mg | 510 | 765 | 918 |
| 气体体积/mL | 560 | 672 | 672 |
①盐酸中溶质的质量分数．
②合金中铝镁的质量比．
考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算
专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）
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
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．
| ||
（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
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，
×100%≈52.9%；
（2）①根据表格数据可以看出，30g盐酸最多生成氢气的体积为672mL，即0.672L×0.0893g/L≈0.06g，设盐酸中溶质质量为x，根据反应前后氢元素的质量守恒，则有：
2HCl--H2
73 2
x 0.06g
=
x=2.19g
盐酸中溶质的质量分数为：
×100%=7.3%
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
=
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
0.51g-x 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：①盐酸中溶质的质量分数为7.3%．
②合金中铝镁的质量比为9：8．
| ||
| 27×2 |
| 27×2+16×3 |
（2）①根据表格数据可以看出，30g盐酸最多生成氢气的体积为672mL，即0.672L×0.0893g/L≈0.06g，设盐酸中溶质质量为x，根据反应前后氢元素的质量守恒，则有：
2HCl--H2
73 2
x 0.06g
| 73 |
| 2 |
| x |
| 0.06g |
盐酸中溶质的质量分数为：
| 2.19g |
| 30g |
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
| 24 |
| 2 |
| x |
| a |
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
0.51g-x 0.05g-a
| 54 |
| 6 |
| 0.51g-x |
| 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：①盐酸中溶质的质量分数为7.3%．
②合金中铝镁的质量比为9：8．
点评：掌握根据化学方程式的计算是正确解答本题的关键．
练习册系列答案
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| 选项 | 物质 | 杂质 | 所加试剂 | 操作 |
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