Question

铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。

【探究一】实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量，实验中发生反应的化学方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

实验步骤：

(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol·L^-1 NaOH溶液中，充分反应。NaOH溶液的体积V≥＿＿＿＿＿＿。

(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将＿＿＿＿＿＿(填“偏高”或“偏低”)。

【探究二】实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积实验装置：

问题讨论：

(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是：＿＿＿＿＿(填“需要”或“不需要”)。

(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：

①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【探究三】

实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

(1)欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的数据是＿＿＿＿＿＿。

(2)若用空气(不考虑CO₂)代替O₂进行实验，对测定结果有何影响? ＿＿＿＿＿(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

Answer

【探究一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

(1)100 (2)偏高

【探究二】(1)不需要

(2)检查装置的气密性 合金完全溶解(或加入足量盐酸) 调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平 待冷却至室温再读数等(写出两点，答案合理即可)

【探究三】(1)灼烧后固体的质量 (2)偏高

【解析】【探究一】镁铝合金中只有铝与氢氧化钠反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，用极值法，假定5.4 g合金完全是铝时，根据方程式求出消耗氢氧化钠的体积为100 mL,故V≥100，若未洗涤固体，镁的表面附着其他杂质，质量偏大，测得镁的质量分数将偏高。

【探究二】(1)因为是排水量气，故不需要在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置；(2)为使结果准确，应从以下几个方面考虑：检查装置的气密性；合金完全溶解(或加入足量盐酸)；调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平；待冷却至室温再读数等。

【探究三】称量x g铝镁合金粉末，要求镁的质量分数，还需要知道灼烧后固体的质量；若用空气代替O2进行实验，部分镁与氮气反应生成氮化镁，燃烧产物的质量减少，通过计算所得镁的质量偏高，测定结果偏高。