鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué),為測定某不同品牌鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白。

[探究一] 實驗方案:鋁鎂合金測定生成氣體的體積

實驗裝置如下圖,問題討論: 

(1)反應(yīng)完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積,氣體體積逐漸減小,直至不變。氣體體積減小的原因是

                                                   (儀器和實驗操作的影響因素除外)。

(2)為使測定結(jié)果盡可能精確,實驗中應(yīng)注意的問題除了檢查裝置的氣密性、加入足量鹽酸使合金完全溶解和按(1)操作外,請再寫出兩點:

                                                                         

                                                                         

(3)如果用分析天平準確稱取0.51g鎂鋁合進行實驗,測得生成氣體體積為560 mL(已折算成標況下體積),請計算合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。(請寫出計算過程)___________ ____________________________________________________________________________。

[探究二] 實驗方案:稱量Bg另一品牌鋁鎂合金粉末.放在如下圖所示裝置的惰性電熱板上,通電使其充分灼燒。

問題討論:

(1)欲計算Mg的質(zhì)量分數(shù),該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是                                     。

(2)用本方案進行實驗時,裝置中至少要充入O2的物質(zhì)的量           mol(用含B的最簡式表示)。

[實驗拓展] 研究小組對某無色透明的溶液進行實驗,發(fā)現(xiàn)該溶液跟鋁反應(yīng)時放出H2,試判斷下列離子:Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42、HCO3、OH、NO3,在下列兩種情況下,可能存在于此溶液中的是:

①當與鋁反應(yīng)后生成Al3+時,原溶液可能大量存在的離子            

②當與鋁反應(yīng)后生成[Al(OH)4]時,原溶液可能大量存在的離子是                   。

 

【答案】

(12分) [探究一](1)反應(yīng)放熱,氣體溫度較高,溫度降低時,氣體體積減小。1分      

(2)①調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平;②讀數(shù)時保證視線與凹液面的最低點相平;(各1分)(3)47.1%   (4分)

[探究二](1)灼燒后固體的質(zhì)量   (1分)   (2)B/36   (2分)

[實驗拓展]①Mg2+、SO42、H+ ②Ba2+、OH-、NO3(各1分)

【解析】

試題分析:[探究一](1)活潑金屬與酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),故氣體體積減小的原因是反應(yīng)放熱,氣體溫度較高,溫度降低時,氣體體積減小。

(2)①要使容器中的壓強相等才能計量準確,即調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平;②排除認為的原因,即讀數(shù)時保證視線與凹液面的最低點相平。

(3)560 mL即0.025mol,Mg~~~H2↑、Al~~~3/2 H2↑,

24n(Mg)+27n(Al)=0.51、n(Mg) +3/2 n(Al)=0.025。解得n(Al)=0.01mol,n(Mg)=0.01mol。

m(Mg)= 24n(Mg)=0.024(g)。合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為0.024g/0.51g*100%=47.1%。

[探究二](1)欲計算鎂的質(zhì)量分數(shù),該實驗中還需測定的一種數(shù)據(jù)是:完全反應(yīng)后生成的固體的質(zhì)量。

(2)如果合金全是鋁,消耗氧氣是最少的,關(guān)系式為Al~~~3/4O2,經(jīng)計算得裝置中至少要充入O2的物質(zhì)的量為B/36mol。

[實驗拓展] (1) 生成Al3+,證明體系中存在H+

能與H+共同存在的是Ba2+,Cu2+,Mg2+,H+,SO42-,NO3-,Cl-

溶液無色,排除Cu2+

若存在NO3-,則不與Al反應(yīng)產(chǎn)生H+,產(chǎn)生NO或者NO2,故而NO3-不存在

余下的Ba2+和SO42-不能同時存在

故而體系中存在Ba2+,Mg2+,H+,Cl-或者Mg2+,H+,Cl-,SO42-,無論哪種情況Ag+均不能存在,Ag2SO4和AgCl均溶解度不好

(2) 生成AlO2-,證明體系含OH-

2Al + 2OH- + 2H2O ="===" 2AlO2- + 3H2

含有OH-,則不能含有Mg2+(否則Mg(OH)2沉淀),不能有H+,不能有Ag+,不能有Cu2+,不能有HCO3-

剩余為Ba2+,SO42-,SO32-,NO3-,OH-和Cl-

溶液中必有陽離子,Ba2+

所以沒有SO32-和SO42-

只剩下:Ba2+,NO3-,OH-和Cl-

考點:探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量 鎂的化學(xué)性質(zhì) 鋁的化學(xué)性質(zhì)

點評:主要考查物質(zhì)含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設(shè)計等,難度中等,理解實驗原理是解題的關(guān)鍵,是對知識的綜合考查,需要學(xué)生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料.研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué),為測定某鋁鎂合金(設(shè)不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計下列三種不同實驗方案進行探究.填寫下列空白.
【探究一】
實驗方案:鋁鎂合金
氫氧化鈉溶液
測定剩余固體質(zhì)量
問題討論:
(1)稱取一定質(zhì)量的鋁鎂合金粉末樣品,加入過量的NaOH溶液,充分反應(yīng).實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2A1+2NaOH+2H2O═2NaA1O2+3H2↑(或2A1+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑)
2A1+2NaOH+2H2O═2NaA1O2+3H2↑(或2A1+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑)

(2)過濾、洗滌、干燥、稱量剩余固體.若未洗滌固體,測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”).
【探究二】
實驗方案:鋁鎂合金
鹽酸
測定生成氣體的體積
實驗裝置:
問題討論:
(1)某同學(xué)提出該實驗裝置不夠完善,應(yīng)在A、B之間添加一個裝有堿石灰的干燥裝置.你的意見是:
不需要
不需要
 (填“需要”或“不需要”).
(2)為準確測定生成氣體的體積,實驗中應(yīng)注意的問題是(只要求寫出其中一點):
檢查裝置的氣密性(或合金完全溶解,或加入足量鹽酸,或調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平等合理答案)
檢查裝置的氣密性(或合金完全溶解,或加入足量鹽酸,或調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平等合理答案)

【探究三】
實驗方案:稱量x g鋁鎂合金粉末,放在如右圖所示裝置的惰性電熱板上,通電使其充分灼燒.
問題討論:
(1)欲計算Mg的質(zhì)量分數(shù),該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是
灼燒后固體的質(zhì)量
灼燒后固體的質(zhì)量

(2)若用空氣代替O2進行實驗,對測定結(jié)果是否有影響?
(填“是”或“否”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料.研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué),為測定某含鎂3%一5%的鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計下列三種不同實驗方案進行探究.填寫下列空白.
[探究一]
實驗方案:鋁鎂合金
NaOH溶液
測定剩余固體質(zhì)量
實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

實驗步驟:
(1)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品,投入VmL 2.0mol?L-1NaOH溶液中,充分反應(yīng).NaOH溶液的體積V≥
100mL
100mL

(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(zhì)量分數(shù)將
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”).
[探究二]
實驗方案:鋁鎂合金
鹽酸
測定生成氣體的體積實驗裝置:

問題討論:
(1)某同學(xué)提出該實驗裝置不夠完善,應(yīng)在A、B之間添加一個干燥、除酸霧的裝置.你的意見是:
不需要
不需要
(填“需要”或“不需要”).
(2)為使測定結(jié)果盡可能精確,實驗中應(yīng)注意的問題是(寫出兩點):①
裝置的氣密性
裝置的氣密性
合金完全溶解(或加入足量鹽酸,或調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平,待冷卻至室溫再讀體積等合理答案)
合金完全溶解(或加入足量鹽酸,或調(diào)整量氣管C的高度,使C中液面與B液面相平,待冷卻至室溫再讀體積等合理答案)

[探究三]
實驗方案:稱量x g鋁鎂合金粉末.放在如右圖所示裝置的惰性電熱板上,通電使其充分灼燒.
問題討論:
(1)欲計算Mg的質(zhì)量分數(shù),該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是
灼燒后固體的質(zhì)量
灼燒后固體的質(zhì)量

(2)若用空氣代替O2進行實驗,對測定結(jié)果何影響?
偏高
偏高
(填“偏高”或“偏低”或“無影響”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料.研究性學(xué)習(xí)小組為測定某含鎂3%-5%的鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計以下實驗方案進行探究.
填寫下列空白.
[實驗方案]鋁鎂合金粉末
NaOH溶液
測定剩余固體質(zhì)量
[實驗步驟]
步驟1:稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品,投入VmL2.0mol?L-1NaOH溶液中,充分反應(yīng).
步驟2:過濾、洗滌、干燥、稱量固體.
[交流與討論]
(1)實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 

(2)參與反應(yīng)的NaOH溶液的體積V≥
 
;
(3)步驟2中,如果經(jīng)兩次過濾濾液仍渾濁,則原因可能是
 
(只填一點);
(4)步驟2中,若未洗滌固體,測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將
 
(填“偏高”或“偏低”).
[實驗拓展]請你另設(shè)計-個實驗方案(用上述方案的試劑),測定該鋁鎂合金中鎂的質(zhì)量分數(shù).
要求:從圖中挑選所需的儀器,畫出該方案的實驗裝置簡圖(添加必要的塞子、玻璃導(dǎo)管、膠皮管,固定裝置不用畫),并標明所用試劑.
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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年上海市吳淞中學(xué)高二上學(xué)期期中考試化學(xué)試卷 題型:實驗題

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué),為測定某含鎂3%一5%的鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計下列三種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白。                             
【探究一】實驗方案:鋁鎂合金測定剩余固體質(zhì)量。
問   題:實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                              
實驗步驟:
(1)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品,投入VmL 2、0mol·L-1NaOH溶液中,充分反應(yīng)。NaOH溶液的體積V≥             
(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(zhì)量分數(shù)將      (填“偏高”或“偏低”)。

【探究二】實驗方案:鋁鎂合金測定生成氣體的體積實驗裝置。
問題討論:
(1)某同學(xué)提出該實驗裝置不夠完善,應(yīng)在A、B之間添加一個干燥、除酸霧的裝置。你的意見是:         (填“需要”或“不需要”)。
(2)為使測定結(jié)果盡可能精確,實驗中應(yīng)注意的問題是(寫出兩點):
                                                 
                                                 

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