Question

(12分)第29屆奧運(yùn)會(huì)祥云火炬的外殼材料是高強(qiáng)度的鋁鎂合金。某課外活動(dòng)小組欲對(duì)鋁鎂合金進(jìn)行研究，測(cè)定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他們利用鹽酸、氫氧化鈉溶液設(shè)計(jì)了三種不同的實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積 
方案二：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積
方案三：鋁鎂合金溶液稱量灼燒產(chǎn)物的質(zhì)量。
（1）寫出方案一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                                            。
（2）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)方案二設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，如下圈(圖中的鐵架臺(tái)已省略)。

你認(rèn)為選擇          （選填甲或乙)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更小。
（3）用方案三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了稱量灼燒產(chǎn)物質(zhì)量外，還需稱量的是           。
（4）拓展研究：在向鋁鎂合金溶于鹽酸后的溶液中加入過量NaOH溶液時(shí)，生成沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系可用數(shù)軸關(guān)系表示：

請(qǐng)你判斷，根據(jù)上圖數(shù)軸申的數(shù)據(jù)能否求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?        (選填“能”或“不能”)
下列①②兩題選一題作答。
①若不能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，請(qǐng)說明理由                。
②若能求出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為              （保留一位小數(shù)）。

Answer 1

（1）2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑ (3分)；（2）乙(2分)
（3）合金樣品的質(zhì)量(2分) （4）能(2分)   30.8％(3分).

解析試題分析：（1）方案一中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；（2）第二個(gè)裝置使用的儀器少，不容易漏氣，而且由于在開始時(shí)合金放在Y型管的一個(gè)支管，鹽酸放在Y型管另一個(gè)支管中，在二者未接觸時(shí)，不能反應(yīng)產(chǎn)生氣體，當(dāng)把Y型管管傾斜時(shí)，二者相接觸，反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，由于容器的容積較大，可以與空氣進(jìn)行充分的冷卻降溫，因此使稱量的氣體的體積更接近真實(shí)值，誤差較小。故乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更合理，誤差更小。（3）用方案三進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，原固體是鎂鋁，在經(jīng)過鹽酸溶解時(shí)，溶液中含有氯化鎂、氯化鋁和鹽酸，若向其中加入過量的NaOH溶液時(shí)，最終得到的是Mg(OH)₂沉淀，將其過濾，洗滌、灼燒、干燥，冷卻，得到的是MgO,因此若用該方法，除了稱量灼燒產(chǎn)物質(zhì)量外，還需稱量的是鎂鋁合金樣品的質(zhì)量；（4）Mg²⁺、Al³⁺形成沉淀一共消耗NaOH的體積是40ml;溶解Al(OH)₃消耗NaOH的體積是10ml,則沉淀Al³⁺消耗NaOH體積是30ml, 沉淀Mg²⁺消耗NaOH體積是10ml,由于在相同的體積內(nèi)含有NaOH的物質(zhì)的量相等，所以n(Al):n(Mg)=2:1。所以Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是[24÷（24+2×27）]×100%=30.8％.
考點(diǎn)：考查鋁鎂合金樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定方法的比較、離子方程式的書寫、含量的計(jì)算的知識(shí)。