题目内容
【题目】镁铝合金具有良好的强度、刚性、优良的电磁屏蔽性和导热性,使之成为笔记本电脑和轻薄手机的首选外壳材料。为测定某手机外壳镁铝合金中镁和铝的含最,并回收镁铝,某实验小组设计如下实验方案。
①除去手机外壳的涂层,剪其中一小块,称取其质量;
②组装仪器,检查气密性,用足盘稀盐酸溶解合金;
③测量产生气体的体积,计算结果;
④利用下列流程,从溶解合金后的溶液中回收分离镁铝。
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(1)请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,可不选用)。各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)_______
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(2)除了测定产生气体的体积外,还应测定_______。
(3)回收流程中,操作I需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______,为保证回收产品的纯度,操作I后应_______。
(4)滤液b的溶质是_______(填化学式),试剂X是_______。
(5)向滤渣a中加入盐酸,产物是_______(填化学式),若从晶体中获得金属,应进行的操作是_______。
(6)若从除去涂层的手机壳上取样品mg加入足量盐酸后,测得产生的气体nL,实验条件下的气体摩尔体积为VmL/mol,则合金中Mg的质量为________g。
【答案】afed 温度、压强 漏斗 洗涤沉淀 NaAlO2 CO2 MgCl2、H2O 熔融电解
【解析】
(1)手机外壳的涂层,剪一小块,用足盘稀盐酸溶解合金,产生氢气,通过排水测量氢气的体积,故装置的连接顺序为afed;
(2)在计算过程中,需要将气体体积转化为物质的量,故除了测定产生气体的体积外,还要测量在该情况下的温度压强,从而确定气体摩尔体积,再进行相关计算;
(3)回收流程中,操作I过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;为保证回收产品的纯度,操作I后应洗涤沉淀;
(4)铝和足量氢氧化钠反应,生成物为NaAlO2,所以滤液b的溶质是为NaAlO2;NaAlO2和CO2反应生成氢氧化铝沉淀;
(5)滤渣a为氢氧化镁,加入盐酸,反应生成的产物为MgCl2、H2O;若从溶液中获得其无水晶体,应进行的操作是在HCl气流中蒸发、结晶、灼烧;镁是活泼金属,要得到单质需要熔融电解MgCl2晶体;
(6)从除去涂层的手机壳上取样品mg加入足量盐酸后,测得产生的气体nL,实验条件下的气体摩尔体积为VmL/mol。设参与反应的镁的质量为xg,则参与反应的铝的物质的量为(m-x)g,根据Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,可得
,可解得参与反应的镁的质量
。