Question

含鎂3%-5%的鎂鋁合金，現(xiàn)已成為輪船制造、化工生產(chǎn)、機械制造等行業(yè)的重要材料．現(xiàn)有一塊已知質(zhì)量為56.4g的鎂鋁合金，欲測定其中鎂的質(zhì)量分數(shù)，兩位同學(xué)設(shè)計了不同的實驗方案．
實驗設(shè)計Ⅰ：
鎂鋁合金

①足量鹽酸

溶液

②過量NaOH溶液

 過濾，得到沉淀質(zhì)量為5.8g
實驗設(shè)計Ⅱ：…
請回答以下問題：
（1）寫出實驗設(shè)計Ⅰ中反應(yīng)①的離子方程式

Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑

；

2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑

．
（2）依據(jù)實驗設(shè)計Ⅰ，求出鎂的質(zhì)量分數(shù)．（要求寫計算過程）
（3）請你為另一位同學(xué)設(shè)計第Ⅱ種測定鎂的質(zhì)量分數(shù)的方案．（寫出必要的實驗過程）

Answer 1

分析：（1）金屬鎂和鋁金能和強酸反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽和氫氣；
（2）根據(jù)金屬和酸反應(yīng)生成的鹽再和過量的氫氧化鈉反應(yīng)時，剩余的沉淀是氫氧化鎂，根據(jù)鎂元素守恒知識來回答；
（3）根據(jù)金屬鎂不能和氫氧化鈉反應(yīng)，但是金屬鋁能反應(yīng)這一角度來設(shè)計實驗方案即可．

解答：解：（1）金屬鎂和鋁金能和鹽反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽酸鹽和氫氣，實質(zhì)是：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑，故答案為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，2A1+6H⁺=2A1³⁺+3H₂↑；
（2）設(shè)合金中Mg的質(zhì)量為x，根據(jù)鎂元素守恒，則
Mg～MgC1₂～Mg（OH）₂↓
24           58
x           5.8g

24

x

=

58

5.8

，解得x=2.4g，所以金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)=

2.4g

56.4g

×100%=4.26%，
答：金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)為4.26%．
（3）金屬鎂不能和氫氧化鈉反應(yīng)，但是金屬鋁能反應(yīng)，可以據(jù)此來設(shè)計實驗，如：鎂鋁合金

足量的氫氧化鈉

溶液

過濾

固體難溶物，稱量得到固體質(zhì)量即為金屬鎂的質(zhì)量，進而計算金屬鎂的質(zhì)量分數(shù)，
故：鎂鋁合金

足量的氫氧化鈉

溶液

過濾

固體難溶物，稱量得到固體質(zhì)量．

點評：本題考查學(xué)生金屬鎂和金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)實驗方案的設(shè)計知識，可以根據(jù)課本知識來解決，綜合性較強，難度大．