Question

为测定镁铝合金（不含其它元素）中铝的质量分数，甲、乙、丙三个学习小组设计了下列三种不同的实验方案进行探究．请回答下列问题：
（一）甲组：实验方案：镁铝合金

足量NaOH溶液

测定剩余固体质量
实验步骤：
①称量：托盘天平称量一定质量镁铝合金粉末
②溶解：将①中药品加入烧杯中，加入过量的 NaOH 溶液，不断搅拌，充分反应．发生反应的离子方程式为：

 

③过滤：
④洗涤：若未对过滤所得固体进行洗涤，测得铝的质量分数将

 

（填“偏高”、“偏低”或“不变”）
⑤干燥、称量剩余固体
（二）乙组：实验方案：镁铝合金

足量盐酸

测定生成气体的体积，实验装置如图所示．
（1）某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个装有碱石灰的干燥装置．你的意见是

 

（填“需要”或“不需要”）
（2）为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是（要求写出二点）：

 

、

 

（三）丙组：实验方案：12g镁铝合金

足量盐酸

溶液

足量NaOH溶液

操作1

操作1包括过滤、洗涤、干燥和称量，并最终得到固体物质1.45g．则该合金中铝的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,镁的化学性质,铝的化学性质

专题：实验探究和数据处理题

分析：（一）②金属铝可以和氢氧化钠之间发生反应，但是金属镁和氢氧化钠之间不会发生反应；
④固体表面沾有偏铝酸钠溶液，称量剩余固体质量会偏大；
（二）（1）氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除雾装置；
（2）装置的气密性、合金是否完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积）等会影响测定结果；
（三）根据得到的沉淀是氢氧化镁，结合镁元素守恒得到金属镁的质量，进而计算该合金中铝的质量分数．

解答： 解：（一）②金属铝可以和氢氧化钠之间发生反应2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+6H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；
④固体表面沾有偏铝酸钠溶液，称量剩余固体质量会偏大，测定铝的质量分数减小，测定质量分数偏低，故答案为：偏低；
（二）（1）由于氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除雾装置，故答案为：不需要；
（2）反应中装置的气密性、合金是否完全溶解都会影响测定结果，所以需要检查装置的气密性；合金完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积等）
故答案为：检查装置的气密性；合金完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积等合理答案）；
（三）金属镁、铝和盐酸反应得到氯化镁和氯化铝的混合液，再加入足量的氢氧化钠，过滤得到的固体物质1.45g是氢氧化镁的质量，物质的量是

1.45g

58g/mol

=0.025mol，所以金属镁的质量是0.025mol×24g/mol=0.6g，所以金属铝的质量分数=

12-0.6

12

×100%=95%，故答案为：95%．

点评：本题考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．