Question

(12分)第29屆奧運會祥云火炬的外殼材料是高強度的鋁鎂合金。某課外活動小組欲對鋁鎂合金進行研究，測定其中鎂的質量分數，他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設計了三種不同的實驗方案：
方案一：鋁鎂合金測定生成氣體的體積 
方案二：鋁鎂合金測定生成氣體的體積
方案三：鋁鎂合金溶液稱量灼燒產物的質量。
（1）寫出方案一中發生反應的離子方程式                                            。
（2）實驗小組根據方案二設計了兩個實驗裝置，如下圈(圖中的鐵架臺已省略)。

你認為選擇          （選填甲或乙)裝置進行實驗更合理，誤差更小。
（3）用方案三進行實驗時，除了稱量灼燒產物質量外，還需稱量的是           。
（4）拓展研究：在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過量NaOH溶液時，生成沉淀的質量與加入NaOH溶液體積的關系可用數軸關系表示：

請你判斷，根據上圖數軸申的數據能否求出合金中鎂的質量分數?        (選填“能”或“不能”)
下列①②兩題選一題作答。
①若不能求出合金中鎂的質量分數，請說明理由                。
②若能求出合金中鎂的質量分數，則鎂的質量分數為              （保留一位小數）。

Answer 1

（1）2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑ (3分)；（2）乙(2分)
（3）合金樣品的質量(2分) （4）能(2分)   30.8％(3分).

解析試題分析：（1）方案一中發生反應的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；（2）第二個裝置使用的儀器少，不容易漏氣，而且由于在開始時合金放在Y型管的一個支管，鹽酸放在Y型管另一個支管中，在二者未接觸時，不能反應產生氣體，當把Y型管管傾斜時，二者相接觸，反應產生氫氣，由于容器的容積較大，可以與空氣進行充分的冷卻降溫，因此使稱量的氣體的體積更接近真實值，誤差較小。故乙裝置進行實驗更合理，誤差更小。（3）用方案三進行實驗時，原固體是鎂鋁，在經過鹽酸溶解時，溶液中含有氯化鎂、氯化鋁和鹽酸，若向其中加入過量的NaOH溶液時，最終得到的是Mg(OH)₂沉淀，將其過濾，洗滌、灼燒、干燥，冷卻，得到的是MgO,因此若用該方法，除了稱量灼燒產物質量外，還需稱量的是鎂鋁合金樣品的質量；（4）Mg²⁺、Al³⁺形成沉淀一共消耗NaOH的體積是40ml;溶解Al(OH)₃消耗NaOH的體積是10ml,則沉淀Al³⁺消耗NaOH體積是30ml, 沉淀Mg²⁺消耗NaOH體積是10ml,由于在相同的體積內含有NaOH的物質的量相等，所以n(Al):n(Mg)=2:1。所以Mg的質量分數是[24÷（24+2×27）]×100%=30.8％.
考點：考查鋁鎂合金樣品的質量分數的測定方法的比較、離子方程式的書寫、含量的計算的知識。