Question

鋁鎂合金因密度小、強(qiáng)度高、剛性好等特點(diǎn)，在人類生活中應(yīng)用廣泛．某興趣小組的同學(xué)對編號為①、②的兩種鋁鎂合金樣品進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．  
已知：鎂能與酸反應(yīng)，但不能與堿溶液反應(yīng)；鋁既能與酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉等堿溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂溶液與二氧化碳反應(yīng)能產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，后者經(jīng)過濾、洗滌、灼燒后生成相應(yīng)氧化物．
（1）取質(zhì)量為m的樣品①和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后過濾；再向?yàn)V液中通入過量的二氧化碳?xì)怏w，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，所得固體的質(zhì)量仍為m．求樣品①中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．   
（2）取不同質(zhì)量的樣品②分別和30 g相同濃度的鹽酸反應(yīng)，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體體積（氣體的密度為0.089 3 g/L）如下表所示：

實(shí)驗(yàn)序號	a	b	c
合金質(zhì)量/mg	510	765	918
氣體體積/mL	560	672	672

求：
①鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
②合金中鋁鎂的質(zhì)量比．

Answer 1

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算

專題：綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）根據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，最后得到的固體是氧化鋁，質(zhì)量不變，說明氧化鋁中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)判斷鹽酸反應(yīng)的量，再進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，NaAlO₂+CO₂+2H₂O=NaHCO₃+Al（OH）₃↓，2Al（OH）₃

△   .

Al₂O₃+3H₂O，最后得到的固體是氧化鋁，質(zhì)量不變，說明氧化鋁中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是氧化鋁中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，

27×2

27×2+16×3

×100%≈52.9%；
（2）①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以看出，30g鹽酸最多生成氫氣的體積為672mL，即0.672L×0.0893g/L≈0.06g，設(shè)鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量為x，根據(jù)反應(yīng)前后氫元素的質(zhì)量守恒，則有：
     2HCl--H₂
    73      2
    x       0.06g
 

73

2

=

x

0.06g

  x=2.19g
鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

2.19g

30g

×100%=7.3%
②根據(jù)表格可以看出，第一次的合金全部參加反應(yīng)，生成的氫氣的質(zhì)量為：0.56L×0.0893g/L≈0.05g
設(shè)鎂的質(zhì)量為x，生成的氫氣的質(zhì)量為a，則鋁的質(zhì)量為0.51g-x，生成的氫氣的質(zhì)量為0.05g-a
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24              2
x             a

24

2

=

x

a

 
2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑
54                6
0.51g-x           0.05g-a

54

6

=

0.51g-x

0.05g-a

解得x=0.24g，故鋁的質(zhì)量為0.51g-0.24g=0.27g
故鋁和鎂的質(zhì)量比為：0.27g：0.24g=9：8
答：①鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%．
②合金中鋁鎂的質(zhì)量比為9：8．

點(diǎn)評：掌握根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算是正確解答本題的關(guān)鍵．