Question

【題目】化學學習小組對某鎂鋁合金進行了如下實驗研究，請你參與并完成有關問題。

【實驗藥品】：

12.6g鎂鋁合金，200ml a mol/L稀硫酸，520ml 4 mol/L NaOH溶液。

【實驗步驟】：

①將12.6g鎂鋁合金與200mL a mol/L的稀硫酸在如圖所示裝置中充分反應至反應完畢，并收集生成的全部氣體。

②向b內的混合液中逐滴加入520ml 4 mol/L氫氧化鈉溶液并充分混合，當氫氧化鈉溶液加至500mL時生成的沉淀量最大。

【問題討論】：

（1）儀器b的名稱是___________________。

（2）根據實驗目的可知，12.6g鎂鋁合金與200mL a mol/L的稀硫酸反應時，應該過量的物質是____________（填“鎂鋁合金”或“稀硫酸”），以保證另一種物質能夠完全反應無剩余；若標準狀況下，由實驗步驟①得到的氣體為13.44L，則合金中鎂的質量分數為__________________________(保留到0.1%)。

（3）實驗步驟②中，當b內混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時，此時所得溶液中的溶質是__________________（填化學式）。

（4）實驗步驟①結束后，讀取量筒所呈現的數據時，需要注意的三個問題是：一是要冷卻到室溫，二是要_____________________________，三是要視線與量筒內的凹液面相平。

（5）在“a mol/L稀硫酸”中的a的值為_____________________。

Answer 1

【答案】 圓底燒瓶 稀硫酸 57.1﹪ Na2SO4 調整量筒液面與廣口瓶液面相平 5

【解析】(1).實驗裝置中用于硫酸和合金反應的容器b是圓底燒瓶，故答案為：圓底燒瓶；

(2).根據實驗目的可知測定合金中鎂鋁的質量分數，實驗時需要合金全部反應，所以需要稀硫酸過量；若標準狀況下，由實驗步驟①得到的氣體體積為13.44L，設鎂的物質的量為xmol，鋁的物質的量為ymol，生成氫氣的物質的量為13.44L÷22.4L/mol=0.6mol，則依據反應方程式：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑得：x+1.5y=0.6，,24x+27y=12.6，聯立解方程得：x=0.3mol，y=0.2mol，則鎂的質量分數0.3mol×24g/mol÷12.6g×100%=57.1﹪，故答案為：稀硫酸；57.1﹪；

(3).實驗步驟②中，當b內混合液中因滴加氫氧化鈉溶液至生成的沉淀量最大時，發生的反應為：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、Mg2++2OH=Mg(OH)2↓、Al3++3OH=Al(OH)3↓，分析反應可知，得到生成的沉淀達到最大量時，所得溶液中的溶質為Na2SO4，故答案為：Na2SO4；

(4).實驗步驟①結束后，排水量氣法讀取量筒所呈現的數據時，需要注意水要冷卻至室溫，調整量筒液面與廣口瓶液面相平，使視線與量筒內的凹液面相平，故答案為：調整量筒液面與廣口瓶液面相平；

(5). 反應過程中生成最大量沉淀時，依據化學方程式分析判斷，相當于硫酸和氫氧化鈉全部反應，依據氫離子和氫氧根離子物質的量相等可以得到：200mLamol/L稀硫酸和500ml 4 mol/L氫氧化鈉溶液恰好反應，0.2×a×2=0.5×4，a=5，故答案為：5。