Question

【题目】铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料，某研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了两种不同的实验方案进行探究。

[探究一]实验步骤：

（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol·L－1NaOH溶液中，充分反应。实验中发生反应的化学方程式是___。NaOH溶液的体积V≥___。

（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将__(填“偏高”或“偏低”)。

Answer 1

【答案】2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ 97mL 偏高

【解析】

（1）镁的质量分数最小时，金属铝的质量最大，需要的氢氧化钠溶液最多，实际需要氢氧化钠溶液的体积应大于或等于最大值，据此计算；

（2）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大。

（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，当氢氧化钠溶液体积为VmL，氢氧化钠的物质的量为V×10-3L×2.0mol/L，根据方程式可知54g铝可与2mol氢氧化钠恰好完全反应，所以有54g：（5.4×97%g）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL；

（2）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高。