Question

某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。

【探究一】 实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。

问题讨论：

(1)实验中发生反应的化学方程式是________________。

(2)若实验中称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL

2．0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V mL≥________mL。

(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为________________。

【探究二】实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图所示 装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

(4)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是____________。

(5)假设实验中测出该数据为y g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为________(用含x、y的代数式表示)。

【探究三】 实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积。

问题讨论：

(6)同学们拟选用下边的实验装置完成实验，你认为最简易的装置的连接顺序是a接______________(填接口字母，仪器不一定全选)。

Answer

(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ (2)97

(3)过滤、洗涤、干燥固体 (4)灼烧后固体的质量

(5)(3分) (6)edg

【解析】

试题分析：(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

(2)含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为，5.4g×(1-3%)=5.4×97%g，则：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2↑

54g 2mol

5.4g×97% V×10-3L×2.0mol/L

54g：(5.4g×97%)=2mol：(V×10-3L×2.0mol/L)，

解得：V=97，故V(NaOH溶液)≥97mL；

(3)反应后金属铝完全消耗，没有反应的为金属镁，称量金属镁之前需要经过过滤、洗涤、干燥操作，然后再称量固体质量，从而计算出合金中镁的含量；

(4)Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量；

(5)设xg铝镁合金粉末中含有n mol镁、zmol铝，则24n+27z=x①，

再根据反应关系式：Mg～MgO、Al～Al2O3，最后得到了yg氧化物，据此列式为：40n+51z=y②，根据①②解得：z=(3y−5x)÷18mol，铝的质量为：27g/mol×(3y−5x)÷18mol=g，合金中镁的质量分数为；

(6)装置的组装顺序：合金与酸反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为a接e、d接g。

考点：考查物质含量的测定。