Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定某含鎂3％一5％的鋁鎂合金（不含其它元素）中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，請(qǐng)根據(jù)他們的設(shè)計(jì)回答有關(guān)問題。

【探究一】實(shí)驗(yàn)方案：。

問題討論：（1）實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是         。

（2）若實(shí)驗(yàn)中稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，投入VmL2.0mol／L NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥          mL。 

（3）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鋁鎂合金充分反應(yīng)后，在稱量剩余固體質(zhì)量前，還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作按順序依次為           。

【探究二】實(shí)驗(yàn)方案：稱量xg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：（4）欲計(jì)算Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是                 。

（5）假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出該數(shù)據(jù)為yg，則原鋁鎂合金粉末中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為       （用含x、y代數(shù)式表示）。

[探究三]實(shí)驗(yàn)方案：。

問題討論：（6）同學(xué)們擬選用下邊的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最簡(jiǎn)易的裝置其連接順序是：

a接        。（填接口字母，儀器不一定全選。）   

   （7）同學(xué)們仔細(xì)分析（6）中連接的實(shí)驗(yàn)裝置后，又設(shè)計(jì)了下左圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

①裝置中導(dǎo)管a的作用是         。

②實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別如上右圖，則產(chǎn)生氫氣的體積為       mL。

③與上左圖裝置相比，用（6）中連接的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，容易引起誤差的原因是     （任寫一點(diǎn)）。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

（2）97

（3）過濾、洗滌、干燥固體

（4） 灼燒后固體的質(zhì)量

（5）

（6） edg

（7）①使分液漏斗內(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。

②16.00mL

③稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出，使所測(cè)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(cè)氫氣體積偏小。

 【解析】

 試題分析：

（1）鎂不與NaOH溶液反應(yīng)，鋁可以與NaOH溶液反應(yīng)，所以2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

（2）“含鎂3％一5％的鋁鎂合金（不含其它元素）”，含Mg的最小質(zhì)量為5.4X3%=0.162g, 則含鋁的質(zhì)量：   5.4-0.162=5.238g,n(Al)=5.238÷27=0.194mol,根據(jù)方程式可知，需要NaOH至少97mL.

（3）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)鋁鎂合金充分反應(yīng)后，在稱量剩余固體質(zhì)量前，還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作按順序依次為過濾、洗滌、干燥固體.

（4）Mg和鋁分別生成MgO和Al₂O₃,所以要稱量灼燒后固體的質(zhì)量。

（5）設(shè)Mg為nmol,Al為m mol,列二元一次方程求解，24n+27m=x和40n+51m=y,求得

m(Mg)=,則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

（6）只要能測(cè)量出水的體積，就可知道生成氫氣的體積，所以最簡(jiǎn)單的裝置連接就是讓氣體把水壓入量筒中，進(jìn)入量筒內(nèi)水的體積就是氫氣的體積。選edg即可。

（7）①導(dǎo)管a是利用連通器原理，目的是使分液漏斗內(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。

②利用前后的體積差18.50-2.50=16.00mL

③稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出，使所測(cè)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(cè)氫氣體積偏小。

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)。