题目内容
含镁3%～5%的铝镁合金，现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料．现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了不同的实验方案．
实验设计1：
铝镁合金
测定生成气体的体积
实验设计2：
铝镁合金
充分反应后测定剩余固体的质量
实验设计3：
铝镁合金
溶液
测定沉淀的质量
（1）上述实验方案中，各发生了哪些化学反应？请尝试写出有关反应的化学方程式．这些反应体现了铝、镁单质的哪些性质？
（2）上述各实验方案能否测出合金中镁的质量分数？
实验设计1：
铝镁合金
| 足量盐酸 |
实验设计2：
铝镁合金
| 足量盐酸 |
实验设计3：
铝镁合金
| 足量盐酸 |
| 过量NaOH溶液 |
（1）上述实验方案中，各发生了哪些化学反应？请尝试写出有关反应的化学方程式．这些反应体现了铝、镁单质的哪些性质？
（2）上述各实验方案能否测出合金中镁的质量分数？
考点：化学实验方案的评价,探究物质的组成或测量物质的含量
专题：实验评价题
分析：（1）实验设计1、镁和铝与酸反应生成的氢气；
实验设计2、铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气；
实验设计3、镁铝和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，加入过量氢氧化钠溶液，生成沉淀是氢氧化镁的质量，氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液；
（2）实验设计1：Mg、Al均与盐酸反应，生成H2，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；
实验设计2：只有铝与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，体现还原性，根据剩余固体质量可求出Mg的质量分数；
实验设计3：Mg、Al与盐酸反应后，再加入过量NaOH溶液，Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液，根据Mg（OH）2沉淀的质量，可求出镁的质量分数．
实验设计2、铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气；
实验设计3、镁铝和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，加入过量氢氧化钠溶液，生成沉淀是氢氧化镁的质量，氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液；
（2）实验设计1：Mg、Al均与盐酸反应，生成H2，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；
实验设计2：只有铝与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，体现还原性，根据剩余固体质量可求出Mg的质量分数；
实验设计3：Mg、Al与盐酸反应后，再加入过量NaOH溶液，Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液，根据Mg（OH）2沉淀的质量，可求出镁的质量分数．
解答：
解：（1）实验设计1、镁和铝与酸反应生成的氢气，反应的离子方程式为：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；
实验设计2、铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气，反应的离子方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；
实验设计3、镁铝和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，加入过量氢氧化钠溶液，生成沉淀是氢氧化镁的质量，氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液，反应的化学方程式为：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、MgCl2+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）2↓、AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O；
答：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑、MgCl2+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）2↓、
AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O；
（2）实验设计1：Mg、Al均与盐酸反应，生成H2，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；
实验设计2：只有铝与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，体现还原性，根据剩余固体质量可求出Mg的质量分数；
实验设计3：Mg、Al与盐酸反应后，再加入过量NaOH溶液，Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液，根据Mg（OH）2沉淀的质量，可求出镁的质量分数．
答：上述三个方案都可测出镁的质量分数．
实验设计2、铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气，反应的离子方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；
实验设计3、镁铝和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，加入过量氢氧化钠溶液，生成沉淀是氢氧化镁的质量，氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液，反应的化学方程式为：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、MgCl2+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）2↓、AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O；
答：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑、MgCl2+2NaOH═2NaCl+Mg（OH）2↓、
AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O；
（2）实验设计1：Mg、Al均与盐酸反应，生成H2，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；
实验设计2：只有铝与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，体现还原性，根据剩余固体质量可求出Mg的质量分数；
实验设计3：Mg、Al与盐酸反应后，再加入过量NaOH溶液，Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液，根据Mg（OH）2沉淀的质量，可求出镁的质量分数．
答：上述三个方案都可测出镁的质量分数．
点评：本题考查化学实验方案的评价，涉及镁和铝的化学性质、化学实验方案的设计，物质含量测定、化学计算等，难度中等，掌握镁和铝的化学性质是解题的关键．
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