Question

【題目】某固體試樣A是由一定量的Al、Mg均勻組成的混合物，為驗證混合物的組成，進行如下實驗：

①取m g試樣A，全部溶于0.5L 2mol·L－１稀硫酸溶液中，放出11.2 L氣體(已換算成標準狀況)，同時生成溶液B；

②另取m g試樣A，加入2mol·L－１的NaOH溶液，當加到100mL時，氣體不再生成；

③往溶液B中加入2mol/L NaOH，至沉淀不再發生變化。

根據以上過程回答下列問題：

(1)溶液B中是否含有H+_____________(填“是”或“否”)；

(2)寫出②中發生反應的離子方程式____________________________________；

(3)下列能表示過程③產生的沉淀質量W與加入NaOH溶液體積V的關系是_____；

(4)m g試樣A中含Mg的質量為________g；

(5)林同學通過查閱資料，發現濃硫酸與鋁發生鈍化，但與Mg能劇烈反應生成SO2，如果忽略鈍化的反應過程，可以通過測定濃硫酸與固體試樣反應產生的氣體體積，來確定混合物A中鎂的質量分數。

郭同學認為林同學的方案可行，但考慮到如果反應結束后硫酸未保持“濃”的狀態，測定結果會____________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)，其依據是_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】是 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ D 4.8 偏大 濃硫酸變稀后會與鋁反應，使生成的氣體偏多，鎂的質量分數測定結果偏大

【解析】

鎂和鋁均能與稀硫酸反應生成氫氣，鋁只能與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，氫氧化鎂不溶于強堿，結合有關物質的物質的量和反應的方程式分析解答。

（1）0.5L 2mol·L－１稀硫酸溶液中硫酸的物質的量是0.5L×2mol/L＝1.0mol，最終放出氫氣的物質的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol，根據氫原子守恒可知硫酸過量，所以溶液B中含有H+；

（2）另取m g試樣A，加入2mol·L－１的NaOH溶液，當加到100mL時，氣體不再生成，該過程中只有鋁和氫氧化鈉溶液反應，則②中發生反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；

（3）由于溶液中B中含有硫酸、硫酸鎂和硫酸鋁，因此往溶液B中加入2mol/L NaOH，至沉淀不再發生變化時首先發生中和反應，然后氫氧根沉淀鎂離子和鋁離子，最后氫氧化鈉溶解氫氧化鋁，則能表示過程③產生的沉淀質量W與加入NaOH溶液體積V的關系是圖像D，答案選D；

（4）與鋁反應的氫氧化鈉的物質的量是2mol/L×0.1L＝0.2mol，根據方程式可知2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑生成氫氣是0.3mol，由于相同質量的鋁與稀硫酸反應也產生0.3mol氫氣，則鎂生成的氫氣是0.5mol－0.3mol＝0.2mol，所以根據方程式Mg+2H+＝Mg2++H2↑可知鎂的質量是0.2mol×24g/mol＝4.8g；

（5）由于濃硫酸變稀后會與鋁反應，使生成的氣體偏多，從而導致鎂的質量分數測定結果偏大。