Question

（14分）欲测定镁铝合金中金属铝的百分含量

Ⅰ：甲同学利用下图所给的仪器组成一套实验装置（仪器不一定全选，已知：室温时的气体摩尔体积为24.0 L/mol)。

填写下列各项(气流从左到右)：

（1）装置中导管W的作用是                                      。

（2）各种仪器的连接顺序(填接口字母)是                      。

（3）连接好仪器后，要进行以下操作，其先后顺序是          (填序号)。

①待装置中的温度恢复至室温；

②擦掉镁铝合金条表面的氧化膜，将其置于电子天平上称量质量为0.39 g，并将其投入锥形瓶中；

③检查装置的气密性；

④旋开装置A中分液漏斗的活塞，使其中的稀盐酸顺利流下，当合金条完全溶解时再关闭活塞，此时A中共加入稀盐酸10 mL；

⑤测得量筒中水的体积为480 mL。

（4）根据实验数据计算合金中铝的质量百分数       （保留小数点后一位数字）。

（5）读数时除上述①注意事项外，还应有            （写出一点即可）。

Ⅱ：乙同学的方案:称量0.39 g 镁铝合金条，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其灼烧。欲计算铝的百分含量，该实验还需要测定的数据是           。丙同学提出该实验可能会存在较大误差，其理由是                              。

Ⅲ：丁同学另称量3.9 g的同样的镁铝合金条，投入VmL 1mol/L的NaOH溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量固体质量,再计算铝的含量，与甲同学的测量结果相同。写出发生反应的离子方程式                                 ，计算NaOH溶液的体积V≥         mL。

Answer

（14分）

I：（1）使分液漏斗中的压强与锥形瓶中的一致，分液漏斗中的液体能够顺利流下 （1分）

（2）a c b d （2分）

（3）③②④①⑤ （2分）

（4）69.2% （2分）

（5）量筒中液面与广口瓶中液面相平、视线与量筒中凹液面相平（回答一点即可）（1分）

II：生成物的质量 合金没有完全反应 （2分）

III：2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2 ↑ 100 （4分）

【解析】

试题分析：Ⅰ甲同学利用测量镁铝与酸反应生成的氢气的体积来测定合金中铝的质量分数。

（1）装置中导管W的作用是平衡压强，使分液漏斗中的液体能够顺利流下。（2）测氢气体积的方法是先制备再用排水法收集，利用排出水的体积来测定氢气的体积，故连接顺序是：a c b d （3）实际实验的操作顺序为：③②④①⑤ （4）计算铝的质量分数时，可设镁的物质的量为n1mol 铝的物质的量为n2mol，结合混合物的质量可得到一个等式：24n1+27n2==0.39 ；生成的氢气0.02mol也可以得到一个等式：n1+1.5n2=0.02 这样可解出n2=0.01mol，最终可算出铝的质量分数为：69.2% （5）根据连通器原理，要保证量筒与集气瓶内液面在同一水面上，另外视线与量筒中凹液面相平

Ⅱ：乙同学是利用合金完全燃烧生成物的总质量来计算铝的质量分数，故需要测定生成物的质量。本实验成功的关键是合金要完全燃烧，因此引起误差的原因就是合金没有完全反应

Ⅲ：丁同学是利用合金中铝与NaOH溶液反应，而镁不参加反应，根据固体质量的减轻来计算出铝的质量，再求合金中铝的质量分数。铝发生反应的离子方程式是：2OH-+2Al+2H2O=2AlO2-+3H2 ↑ 计算所需溶液的体积时，可通过假设0.39克全部是铝，计算出所需NaOH的物质的量，再求出体积即可。

考点：实验基本理论 涉及装置的连接、实验的原理及具体操作、数据的处理等。