Question

鋁鎂合金是飛機制造、化工生產等行業的重要材料。研究性學習小組的同學，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質量分數，設計了下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白：
【方案一】
【實驗方案】將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，測定剩余固體質量。
實驗中發生反應的化學方程式是_____________________________。
【實驗步驟】
（1）稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體??為V物質的量濃度為4.0 mol·L^－1 NaOH溶液中，充分反應。則NaOH溶液的體積V≥_________mL。
（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質量分數將________（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。
【方案二】
【實驗方案】將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體的體積。
【實驗步驟】
（1）同學們擬選用下列實驗裝置完成實驗：

你認為最簡易的裝置其連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)（填接口字母，可不填滿）。
（2）仔細分析實驗裝置后，同學們經討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設計了如圖所示的實驗裝置。

①裝置中導管a的作用是_______________。
②實驗前后量氣管中液面讀數分別為V₁ mL、V₂mL，則產生氫氣的體積為___mL。
③若需確定產生氫氣的量，還需測定的數據是______。

Answer 1

方案一：2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑　（1）97　（2）偏高
方案二：（1）E　D　G
（2）①使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差　②(V₁－V₂)　③實驗時的溫度和壓強

方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，鎂不和NaOH溶液反應，鋁發生反應：2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑。
（1）假設合金中鎂的質量分數最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質的量是0.388 mol，根據反應2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388 mol，V(NaOH)＝0.388 mol/4.0 mol·L^－1＝0.097 L。
（2）過濾后，金屬鎂的表面會沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質量將大于鎂的實際質量，所測得鎂的質量分數將偏高。
方案二：
（1）觀察實驗方案，很明顯，該同學采用排水法來測量產生氫氣的體積，故A應連接E，D連接G。（最后讀數時要調節廣口瓶和量筒中的液面高度，F接口的導管太短）。用導管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。②量氣管的0刻度在上，故產生氫氣的體積為(V₁－V₂) mL。③若需確定產生氫氣的量，還需知道實驗時的溫度和壓強。