Question

【題目】鋁鎂合金已成為飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料．研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測定某含鎂3%-5%的鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．填寫下列空白．

【方案一】

【實(shí)驗(yàn)方案】將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。

實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________．

【實(shí)驗(yàn)步驟】

（1）稱取10.8g鋁鎂合金粉末樣品，溶于V mL 物質(zhì)的量濃度為4.0mol/L NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥______mL。

（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”、“偏低”或“無影響”)．

【方案二】

【實(shí)驗(yàn)方案】將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積．

【實(shí)驗(yàn)步驟】

（1）同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：

你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是：A→( )→( )→( )→( )→( )(填接口字母，可不填滿)。

（2）仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大誤差：稀硫酸 滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

①與前面（1）中裝置相比該裝置中導(dǎo)管a的作用有 ．

②實(shí)驗(yàn)中將堿式滴定管改裝成量氣管，且實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL．則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL。

③若需確定產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量，還需測定的數(shù)據(jù)是 。

Answer 1

【答案】【方案一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（1）97mL；（2）偏高；

【方案二】（1）E、D、G；（2）①平衡壓強(qiáng)，減少因滴入稀硫酸帶來的體積誤差；

② V1－V2；；③實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)；

【解析】

試題分析：方案一：鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（1）含鎂為3%時(shí)，金屬鋁的含量最高，10.8g合金中鋁的質(zhì)量為，10.8g×(1-3%)=10.8×97%g，則：

2Al + 2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

54g 2mol

10.8g×97% V×10-3L×4.0mol/L

所以54g：(10.8g×97%)=2mol：(V×10-3L×4.0mol/L)，解得：V=97，故V(NaOH溶液)≥97mL，故答案為：97mL；

（2）鎂上會附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，故答案為：偏高；

方案二：（1）裝置的組裝順序：合金與水反應(yīng)，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長出，利用增大壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部，故連接順序?yàn)椋?/span>(A)接(E)(D)接(G)，故答案為：E、D、G；

（2）①裝置中導(dǎo)管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差，故答案為：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；

②滴定管的數(shù)值零刻度在上方，兩次的體積之差為測定的氫氣的體積，收集氫氣后滴定管內(nèi)液面讀數(shù)減小，所以測定氫氣的體積為V1-V2，故答案為：V1-V2，

③由于氣體受溫度和壓強(qiáng)的影響較大，若要確定氣體的物質(zhì)的量，必須知道實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)，故答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。