Question

某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究，测定其中镁的质量分数。

[查阅资料]

①氢氧化镁和氢氧化铝均难溶于水。难溶性碱受热后能分解生成水和相应的金属氧化物。

②镁和氢氧化镁均不能与氢氧化钠溶液反应，但铝和氢氧化铝分别能与氢氧化钠溶液发生如下反应：；。

氯化铝可与过量氢氧化钠溶液发生反应。

[方案设计]

他们利用实验室提供的盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案：

方案一：铝镁合金测定生成气体的体积

方案二：铝镁合金测定生成气体的体积

方案三：铝镁合金溶液…→称量灼烧后的固体

[方案评价]

（1）方案三中最后的灼烧产物的主要成分为水和_____（用化学式表示）。

（2）小段认为三个方案理论上均可行，但方案三不如其它方案，理由是_____。

[实验设计]

实验小组根据方案二设计了如下图所示（图中的铁架台已省略）的实验装置。

（3）你认为选择装置_____（填“甲”或“乙”）测定镁的质量分数更合理，误差更小，理由是_____。

（4）若装置丙中不使用冷水，则所测得气体的体积会_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

[交流讨论]

（5）实验小组成员通过交流讨论后重新设计了方案：①称取铝镁合金质量；②加入足量的_____；③过滤；④洗涤；⑤干燥；⑥称取剩余固体的总质量。

Answer

MgO 实验操作相对复杂，使用试剂多 乙 加入的盐酸占装置内体积 偏大 NaOH溶液

【解析】

方案评价：

（1）方案三中。镁铝合金加入盐酸，镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气，铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，加入过量氢氧化钠，氯化镁和氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氯化铝与过量的氢氧化钠反应：，氢氧化镁、镁不与氢氧化钠反应，故最后灼烧的为氢氧化镁，方案三中最后的灼烧产物的主要成分为水和MgO；

（2）方案三的操作比较复杂，所用试剂较多，故不如其它方案；

实验设计：

（3）装置乙测定镁的质量分数更合理，误差更小，理由是装置甲中加入的盐酸占装置内体积，导致测定的气体体积偏大；

（4）若装置丙中不使用冷水，金属和盐酸反应放热，使气体膨胀，导致所测得气体的体积会偏大；

交流讨论：

（5）实验小组成员通过交流讨论后重新设计了方案：①称取铝镁合金质量；②加入足量的氢氧化钠溶液；③过滤；④洗涤；⑤干燥；⑥称取剩余固体的总质量。因为，铝能与氢氧化钠反应：，镁不与氢氧化钠反应，故加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、干燥，最后称取剩余镁的质量即可。