Question

（2015秋•烟台期末）现有一块已知质量为mg的镁铝合金，欲测定其中铝的质量分数，几位同学设计了以下几种不同的实验方案：

方案Ⅰ：镁铝合金过滤、洗涤、干燥→测定剩余固体质量m₁g

方案Ⅱ：镁铝合金生成气体在标准状况下的体积为VL

方案Ⅲ：镁铝合金溶液过滤、洗涤、干燥→测定沉淀质量m₂g

请回答以下问题：

（1）上述方案能测定出铝的质量分数的是        

A．都能                    B．Ⅰ不能，Ⅱ和Ⅲ能

C．Ⅱ不能，Ⅰ和Ⅲ能        D．Ⅰ和Ⅱ不能，Ⅲ能

（2）如果方案Ⅲ过滤得到沉淀没有洗涤、干燥，测得铝的质量分数会         （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

（3）某同学综合上述方案，设计如图1所示的实验步骤，确定合金组成．

①用字母m、n表示合金中铝的质量分数为              ．

②若合金中Al的物质的量分数为x，金属总物质的量为6mol，试在图2中作出y随x变化的曲线．当y=7.5mol时，该合金中镁铝的原子数之比为           ．

Answer

（1）A（2）偏小；（3）：

；1：1．

【解析】（1）实验设计Ⅰ：只有铝与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；实验设计Ⅱ：Mg、Al均与盐酸反应，生成H2，体现还原性，根据合金的质量和氢气的体积可求出镁的质量分数；实验设计Ⅲ：Mg、Al与盐酸反应后，再加入过量NaOH溶液，Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液，根据Mg（OH）2沉淀的质量，可求出镁的质量分数，所以上述三个方案都能测定出铝的质量分数，故选A；

（2）如果方案Ⅲ过滤得到沉淀没有洗涤、干燥，则测得的Mg（OH）2沉淀的质量偏大，所以测得镁的质量分数会偏大，即测得铝的质量分数偏小，

（3）①合金加入过量氢氧化钠得到的沉淀为氢氧化镁，灼烧后可得到氧化镁，根据氧化镁的质量ng，可知镁的质量为×ng=0.6ng，所以铝的质量分数为=，

②Al的物质的量分数为x，金属总物质的量为6mol，如x=0，则全被为镁，6mol镁反应生成6mol氢气，如x=1，则全被为铝，则6mol铝生成氢气9mol，则图象为

当y=7.5mol时，该合金是一种金属互化物，设合金中Mg为m mol，Al为n mol，则m+n=6；m+1.5n=7.5，解得m=3，n=3，所以该合金中镁铝的原子数之比为1：1，

【点评】本题考查化学实验方案的评价，涉及镁和铝的化学性质、化学实验方案的设计，物质含量测定、化学计算等，掌握镁和铝的化学性质是解题的关键，侧重于考查学生的实验能力和分析能力，注意根据物质的性质进行判断，题目难度中等．