Question

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了下列三種不同實驗方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。

【探究一】實驗方案：鋁鎂合金測定剩余固體質(zhì)量，實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

實驗步驟：

(1)稱取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品，投入V mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)。NaOH溶液的體積V≥＿＿＿＿＿＿。

(2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將＿＿＿＿＿＿(填“偏高”或“偏低”)。

【探究二】實驗方案：鋁鎂合金測定生成氣體的體積實驗裝置：

問題討論：

(1)某同學(xué)提出該實驗裝置不夠完善，應(yīng)在A、B之間添加一個干燥、除酸霧的裝置。你的意見是：＿＿＿＿＿(填“需要”或“不需要”)。

(2)為使測定結(jié)果盡可能精確，實驗中應(yīng)注意的問題是(寫出兩點)：

①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【探究三】

實驗方案：稱量x g鋁鎂合金粉末，放在如圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒。

問題討論：

(1)欲計算鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是＿＿＿＿＿＿。

(2)若用空氣(不考慮CO2)代替O2進(jìn)行實驗，對測定結(jié)果有何影響? ＿＿＿＿＿(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

 

Answer 1

【探究一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

(1)100 (2)偏高

【探究二】(1)不需要

(2)檢查裝置的氣密性 合金完全溶解(或加入足量鹽酸) 調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B液面相平 待冷卻至室溫再讀數(shù)等(寫出兩點，答案合理即可)

【探究三】(1)灼燒后固體的質(zhì)量 (2)偏高

【解析】【探究一】鎂鋁合金中只有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，用極值法，假定5.4 g合金完全是鋁時，根據(jù)方程式求出消耗氫氧化鈉的體積為100 mL,故V≥100，若未洗滌固體，鎂的表面附著其他雜質(zhì)，質(zhì)量偏大，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。

【探究二】(1)因為是排水量氣，故不需要在A、B之間添加一個干燥、除酸霧的裝置；(2)為使結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)從以下幾個方面考慮：檢查裝置的氣密性；合金完全溶解(或加入足量鹽酸)；調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B中液面相平；待冷卻至室溫再讀數(shù)等。

【探究三】稱量x g鋁鎂合金粉末，要求鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還需要知道灼燒后固體的質(zhì)量；若用空氣代替O2進(jìn)行實驗，部分鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量減少，通過計算所得鎂的質(zhì)量偏高，測定結(jié)果偏高。