Question

【題目】某課外活動小組欲對鋁鎂合金進行研究，測定其中鎂的質量分數。

[查閱資料]

①氫氧化鎂和氫氧化鋁均難溶于水。難溶性堿受熱后能分解生成水和相應的金屬氧化物。

②鎂和氫氧化鎂均不能與氫氧化鈉溶液反應，但鋁和氫氧化鋁分別能與氫氧化鈉溶液發生如下反應：；。

氯化鋁可與過量氫氧化鈉溶液發生反應。

[方案設計]

他們利用實驗室提供的鹽酸、氫氧化鈉溶液設計了三種不同的實驗方案：

方案一：鋁鎂合金測定生成氣體的體積

方案二：鋁鎂合金測定生成氣體的體積

方案三：鋁鎂合金溶液…→稱量灼燒后的固體

[方案評價]

（1）方案三中最后的灼燒產物的主要成分為水和_____（用化學式表示）。

（2）小段認為三個方案理論上均可行，但方案三不如其它方案，理由是_____。

[實驗設計]

實驗小組根據方案二設計了如下圖所示（圖中的鐵架臺已省略）的實驗裝置。

（3）你認為選擇裝置_____（填“甲”或“乙”）測定鎂的質量分數更合理，誤差更小，理由是_____。

（4）若裝置丙中不使用冷水，則所測得氣體的體積會_____（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

[交流討論]

（5）實驗小組成員通過交流討論后重新設計了方案：①稱取鋁鎂合金質量；②加入足量的_____；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱取剩余固體的總質量。

Answer 1

【答案】MgO 實驗操作相對復雜，使用試劑多 乙 加入的鹽酸占裝置內體積 偏大 NaOH溶液

【解析】

方案評價：

（1）方案三中。鎂鋁合金加入鹽酸，鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣，鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，加入過量氫氧化鈉，氯化鎂和氫氧化鈉生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，氯化鋁與過量的氫氧化鈉反應：，氫氧化鎂、鎂不與氫氧化鈉反應，故最后灼燒的為氫氧化鎂，方案三中最后的灼燒產物的主要成分為水和MgO；

（2）方案三的操作比較復雜，所用試劑較多，故不如其它方案；

實驗設計：

（3）裝置乙測定鎂的質量分數更合理，誤差更小，理由是裝置甲中加入的鹽酸占裝置內體積，導致測定的氣體體積偏大；

（4）若裝置丙中不使用冷水，金屬和鹽酸反應放熱，使氣體膨脹，導致所測得氣體的體積會偏大；

交流討論：

（5）實驗小組成員通過交流討論后重新設計了方案：①稱取鋁鎂合金質量；②加入足量的氫氧化鈉溶液；③過濾；④洗滌；⑤干燥；⑥稱取剩余固體的總質量。因為，鋁能與氫氧化鈉反應：，鎂不與氫氧化鈉反應，故加入足量氫氧化鈉溶液，過濾、洗滌、干燥，最后稱取剩余鎂的質量即可。