Question

為測定某鎂鋁合金（假設(shè)不含其它雜質(zhì)）中鋁的質(zhì)量分數(shù)，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一下兩種實驗方案．
實驗方案一：鋁鎂合金

氫氧化鈉溶液

測定剩余固體質(zhì)量
（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）實驗中所加的氫氧化鈉溶液應(yīng)過量，否則測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將

 

（填“偏高”或“偏低”）．
（3）若稱得鎂鋁合金質(zhì)量為m₁，將其與氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)后，濾出剩余固體并進行洗滌、烘干，稱得固體質(zhì)量為m₂g，則鋁的質(zhì)量分數(shù)為

 

（寫出數(shù)學(xué)表達式）．若固體未經(jīng)洗滌，則測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將

 

（填“偏高”或“偏低”）．
實驗方案二：鋁鎂合金

鹽酸

測定生成氣體的體積
裝置如圖所示，回答下列問題：
（4）裝置中導(dǎo)管a的作用是

 

．
（5）實驗過程中，裝置連接完成后，有以下操作步驟：
①將藥品和水分別裝入對應(yīng)儀器中
②將A中鹽酸（足量）滴入B中，待B中不再產(chǎn)生氣體再冷卻至室溫
③檢查裝置氣密性
④上下移動D，使C和D液面相平，記錄D的液面位置
上述操作步驟的順序是

 

（填序號，可重復(fù)）
（6）某同學(xué)提出該實驗裝置不夠完善，應(yīng)在B、C之間添加一個裝有堿石灰的干燥裝置，你的意見是：

 

（填“需要”或“不需要”）．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）氫氧化鈉溶液不足，鋁不能全部反應(yīng)測定結(jié)果會偏低；
（3）反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化為溶解的鋁的質(zhì)量，計算溶解鋁的質(zhì)量得到鋁的質(zhì)量分數(shù)；固體未經(jīng)洗滌，表面沾有雜質(zhì)，計算得到鋁的質(zhì)量減小，測定鋁的質(zhì)量分數(shù)偏低；
（4）a的導(dǎo)管是平衡壓強的作用，便于液體流下；
（5）分析實驗步驟，結(jié)合實驗過程和目的寫出正確的操作順序；
（6）反應(yīng)過程中揮發(fā)出的氯化氫易溶于水，不影響測定結(jié)果．

解答： 解：實驗方案一：（1）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，故答案為：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（2）實驗中所加的氫氧化鈉溶液應(yīng)過量，否則，鋁不能溶解完全，測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將偏低．故答案為：偏低；
（3）若稱得鎂鋁合金質(zhì)量為m₁，將其與氫氧化鈉溶液充分反應(yīng)后，濾出剩余固體并進行洗滌、烘干，稱得固體質(zhì)量為m₂g，則鋁的質(zhì)量分數(shù)=

m1-m2

m1

×100%，鎂上會附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，未洗滌導(dǎo)致測定的鋁的質(zhì)量偏小，鋁的質(zhì)量分數(shù)偏低，故答案為：

m1-m2

m1

×100%；偏低；
實驗方案二：（4）裝置中導(dǎo)管a的作用是平衡壓強使分液漏斗中的液體順利流下；
故答案為：平衡壓強使分液漏斗中的液體順利流下；
（5）反應(yīng)中裝置的氣密性、合金是否完全溶解都會影響測定結(jié)果，所以需要檢查裝置的氣密性，儀器中加入試劑，加入足量鹽酸合金完全溶解，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，正確的操作順序是：③①②④；
故答案為：③①②④；
（6）由于氯化氫極易溶于水，揮發(fā)的氯化氫不影響氫氣體積的測定結(jié)果，所以不需要加除霧裝置，故答案為：不需要．

點評：本題考查了物質(zhì)組成分析，實驗探究測定方法和計算，誤差分析方法，注意物質(zhì)性質(zhì)的分析，實驗基本操作的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．