Question

（17分）鎂鋁合金強(qiáng)度大、密度小，合金表面易上色，常用作筆記本電腦的外殼。

Ⅰ．（1）形狀大小相同的鋁和鎂，分別放入同樣的鹽酸溶液中，下列說法不正確的是      （填序號(hào)）。

A．兩者都發(fā)生反應(yīng)     B．鎂比鋁反應(yīng)劇烈    C．鋁不與鹽酸溶液反應(yīng)

（2）鎂與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)， 而金屬鋁能與氫氧化鈉、水共同作用生成易溶于水的鈉鹽（用化學(xué)式NaAlO₂表示）和H₂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：               。

Ⅱ．三位同學(xué)通過進(jìn)行如下途徑探究，來推算某鋁鎂合金（假設(shè)不含其它雜質(zhì)）中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

方案一：鎂鋁合金與氧氣反應(yīng)，測定參與反應(yīng)的氧氣體積。如右圖所示，稱量一定量鎂鋁合金 粉末，在足量的氧氣中充分燃燒，冷卻至室溫，打開止水夾。參與反應(yīng)的氧氣體積與 

         相等。

方案二：鋁鎂合金與鹽酸反應(yīng)，測定生成氣體的體積。裝置如右圖所示。

（1）通過排水法測定所收集到的氫氣體積，裝

置導(dǎo)管口a、b、c、d的連接順序是：

a→

（2）反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫。燒瓶內(nèi)還留有氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果          （填“有”或“沒有”）影響。

方案三：鋁鎂合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。稱取8g鎂鋁合金樣品，把60g氫氧化鈉溶液平均分成三份依次加入樣品中，反應(yīng)過程如下圖：

（1）實(shí)驗(yàn)中所加的氫氧化鈉溶液應(yīng)過量，其目的是                    。

（2）從上圖數(shù)據(jù)可知，該合金中鎂元素與鋁元素的質(zhì)量比為            。

【反思與拓展】利用鋁鎂合金中鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)反應(yīng)和方案二裝置，通過測定

       體積，也可得出合金中鋁的質(zhì)量。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ．（1）C  (2分)（2）2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑   (3分)

Ⅱ．方案一  量筒內(nèi)水減少的體積 (2分)方案二（1）c→b→d(2分)（2）無（2分）   

方案三（1）使鎂鋁合金中的鋁完全反應(yīng)（2分）    (2)1:3 (2分)

【反思與拓展】氫氣(2分)

【解析】Ⅰ．（1）根據(jù)金屬活動(dòng)性表可知，金屬鎂和鋁都排在（H）前面，都能與酸反應(yīng)，且鎂排在鋁的前面，則反應(yīng)中鎂比鋁反應(yīng)劇烈。故C錯(cuò)誤。（2）反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

Ⅱ．方案一：燃燒消耗了瓶內(nèi)的氧氣，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，從而水被吸進(jìn)瓶內(nèi)，量筒內(nèi)水減少的體積即為消耗的氧氣的體積。

方案二：（1）由于氫氣的密度小于水故氣體應(yīng)從c進(jìn)，順序?yàn)閏→b→d；（2）反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫。燒瓶內(nèi)還留有的氣體，填補(bǔ)了剛開始被排除的瓶內(nèi)的空氣體積，故對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響。

方案三：（1）實(shí)驗(yàn)中所加的氫氧化鈉溶液應(yīng)過量，其目的是使鎂鋁合金中的鋁完全反應(yīng)，以便最終得到純凈的鎂。（2）從上圖數(shù)據(jù)可知，最終剩余的金屬味鎂，質(zhì)量為2克，則鋁的質(zhì)量為6克，故該合金中鎂元素與鋁元素的質(zhì)量比為1:3。

【反思與拓展】通過測定H₂體積，轉(zhuǎn)換成質(zhì)量，再根據(jù)2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑計(jì)算，也可得出合金中鋁的質(zhì)量。