Question

4．某興趣小組為探究鋁鎂合金的組成，取16克鋁鎂合金樣品，將60克氫氧化鈉溶液平均分成三份依次加入樣品中（鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑），充分反應(yīng)后，過濾出固體，將其洗滌、干燥、稱量，得實驗數(shù)據(jù)如下：

所加氫氧化鈉溶液的次數(shù)	第一次	第二次	第三次
剩余固體的質(zhì)量/克	10.6	5.2	4.0

計算：（1）從表中數(shù)據(jù)可知第一次參加反應(yīng)金屬鋁的質(zhì)量為12克；
（2）該合金中金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)；
（3）所用氫氧化鈉溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)“鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)”，結(jié)合第一次加入氫氧化鈉溶液所得的數(shù)據(jù)可知，每加入20g氫氧化鈉溶液將會消耗鋁16g-10.6g=5.4g；而第三次加入20g氫氧化鈉溶液，金屬的質(zhì)量減少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，說明金屬鋁已完全反應(yīng)，剩余固體為鎂；
（2）根據(jù)鎂的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{鎂的質(zhì)量}{鎂鋁合金的質(zhì)量}$×100%計算；
（3）根據(jù)第一次或第二次所加入氫氧化鈉溶液的實驗數(shù)據(jù)，通過反應(yīng)消耗鋁的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計算所加氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉的質(zhì)量，而得出所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由前兩次實驗數(shù)據(jù)可得：每加入20g氫氧化鈉溶液將會消耗鋁16g-10.6g=5.4g，第三次加入20g氫氧化鈉溶液，樣品質(zhì)量減少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，則所剩余固體4.0g為金屬鎂的質(zhì)量，則該合金中，鋁元素的質(zhì)量=16g-4g=12g．
（2）該合金中金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4.0g}{16g}$×100%=25%；
（3）第一次所加20g氫氧化鈉溶液能反應(yīng)的鋁的質(zhì)量為：16g-10.6g=5.4g
設(shè)20g氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
 54   80
5.4g   x
則$\frac{54}{80}$=$\frac{5.4g}{x}$，解得x=8g
所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
答：所用氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為40%．
故答案為：
（1）12；
（2）25%；
（3）40%．

點評 根據(jù)每次加入氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)后合金樣品質(zhì)量減少的規(guī)律，判斷反應(yīng)進行的程度，從而得出剩余固體為不參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量．