Question

有三種質(zhì)量比可能相同或不同的鎂鋁合金樣品①②③。小明、小青、小紅三同學各取一種樣品，對合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)進行下列實驗探究。

（1）小明取樣品①m₁ g和過量的氫氧化鈉溶液反應，然后過濾；再往濾液中通入過量的二氧化碳氣體，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m₁g。則合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為_____________。

（2）小青取樣品②m₂g和足量的稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標準狀況下得到氣體體積為V  L，則m₂的取值范圍是_____________（最簡比）。

（3）小紅取不同質(zhì)量的樣品③分別為30 mL同濃度的鹽酸反應，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體體積（標準狀況下測定）如下表所示：

實驗序號	a	b	c
合金質(zhì)量（mg）	510	765	918
氣體體積（mL）	560	672	672

求：①鹽酸的物質(zhì)的量濃度。

②合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。

③在c組實驗后，還需向容器中加入1.0 mol·L^-1的氫氧化鈉溶液多少毫升才能使剩余合金中的鋁恰好完全溶解？

Answer 1

（1）47.06%

（2）0.80V＜m₂＜1.07V或27V/33.6＜m₂＜24V/22.4或9V/11.2＜m₂＜3V/2.8

（3）①2.0 mol·L^-1  ②47.6%

③78 mL

解析：（1）Mg和Al的質(zhì)量之和等于Al₂O₃的質(zhì)量，則

w(Mg)=(48/102)×100%=47.06%

（2）Mg    H₂

       24 g           22.4 L

m₂=24V/22.4V L

  Al3/2H₂

27 g        33.6 L

m₂=27V/33.6 V L

則27V/33.6＜m₂＜24V/22.4

(3)①c中鹽酸反應完全，

n(H₂)=0.672 L/22.4 L·mol^-1=0.03 mol

則 c (HCl)=0.03 mol×2/0.03 L=2.0 mol·L^-1。

②設合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x,y,則有：

求得x=y=0.01 mol,

則w(Mg)=〔(0.01 mol×24 g·mol^-1)/0.510 g〕×100%=47.06%。

③根據(jù)HCl—NaCl和Al—NaAlO₂可知

n(NaCl)=n(HCl)=2.0 mol·L^-1×0.030 L=0.06 mol,

n(NaAlO₂)=n(Al)=0.01 mol×918/510=0.018 mol。

根據(jù)Na⁺守恒得：

n(NaOH)=0.06 mol+0.018 mol=0.078 mol

所以V（NaOH）=0.078 mol/1.0 mol·L^-1=0.078 L=78 mL。

答：c組實驗后還需加入78 mL的氫氧化鈉溶液才能使剩余合金中的鋁恰好完全溶解。