Question

某化学研究性学习小组拟对一种焰火原料（由两种短周期的常见金属单质组成的合金粉末）进行探究．请完成下列探究报告．
【探究目的】探究该焰火原料的组成
【资料检索】①Mg²⁺检验方法：取2滴待检液，加入2滴2mol?L^-1 NaOH溶液，再加入1滴镁试剂（Ⅰ）染料（对硝基苯偶氮苯二酚）．若出现沉淀并吸附镁试剂（Ⅰ）染料呈天蓝色，表示待检液中含有Mg²⁺、Ag⁺、Cu²⁺、Fe³⁺、NH₄⁺会妨碍Mg²⁺检出．
②Mg（OH）₂可溶于浓的氯化铵溶液，其他的常见不溶碱难溶于氯化铵．
③很多合金是金属互化物，有确定的化学组成．
【探究思路】①确定焰火原料所含金属种类；②测定焰火原料的化学式．
【实验探究】

（1）甲同学设计实验方案，确定焰火原料中的金属种类，实验记录如图1．
由甲的实验记录可知，该焰火原料是由

 

和

 

两种金属组成的合金；实验中滤液加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸，煮沸的理由是

 

．
（2）乙同学利用甲同学的结论，设计如图2所示的实验步骤，确定合金组成．
【问题讨论】：
①能确定合金组成的数据组有

 

．（填字母，可以多选）
A．m、n　　　　　　　　　B．m、y　　　　　　　　　C．n、y
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x，金属总物质的量6mol，试在图3中作出y随x变化的曲线．
③当y=8.5mol时，该合金是一种金属互化物，其化学式为

 

．（要求写出计算过程，否则不得分）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）由题给信息可知Mg（OH）₂可溶于浓的氯化铵溶液，应排除NH₄⁺的干扰；
（2）①镁和铝都能与盐酸反应生成氢气，根据氢气的体积结合合金总质量可确定合金的组成，加入过量氢氧化钠得到的沉淀为氢氧化镁，灼烧后可得到氧化镁，根据氧化镁的质量可知镁的质量，则可知铝的质量；
②利用端值法判断；
③当y=8.5mol时，该合金是一种金属互化物，设合金中Mg为m mol，Al为n mol，列方程组计算．

解答： 解：（1）由图结合题意知该合金含镁、铝（不溶于足量饱和氯化铵溶液的白色沉淀既能溶液盐酸又能溶液氢氧化钠），由于Mg（OH）₂可溶于浓的氯化铵溶液，因此用镁试剂（Ⅰ）染料检验Mg²⁺时要排除NH₄⁺的干扰，所以滤液加入足量氢氧化钠溶液将NH₄⁺转化为NH₃，煮沸将氨气赶出，
故答案为：Mg和Al；除NH₄⁺，排除检测Mg²⁺存在的干扰；
（2）①镁和铝都能与盐酸反应生成氢气，根据氢气的体积结合合金总质量可确定合金的组成，加入过量氢氧化钠得到的沉淀为氢氧化镁，灼烧后可得到氧化镁，根据氧化镁的质量可知镁的质量，则可知铝的质量，已知镁的质量和镁铝生成氢气的体积可知铝的质量，则A、B、C都可测定合金的组成，
故答案为：A、B、C；
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x，金属总物质的量为6mol，相对分子质量较小的为镁，如x=0，则全被为铝，6mol铝反应生成9mol氢气，如全部为镁，即x=6，则生成氢气6mol，则图象为；
故答案为：；
③当y=8.5mol时，该合金是一种金属互化物，设合金中Mg为m mol，Al为n mol，则

m+n=6  m+1.5n=8.5

，解得m=1，n=5，则化学式为MgAl₅，
故答案为：MgAl₅．

点评：本题考查物质含量的测定，侧重于考查学生的实验能力和分析能力，注意根据物质的性质进行判断，题目难度较大．