13.鎂鋁合金強度大、密度小,合金表面易上色,常用作筆記本電腦的外殼.三位同學(xué)設(shè)計了以下三個方案,來測定某鋁鎂合金(假設(shè)不含其它雜質(zhì))中鋁的質(zhì)量分數(shù).
方案一:(1)鎂鋁合金與氧氣反應(yīng),測定參與反應(yīng)的氧氣體積.如圖所示,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)的氧氣體積與量筒內(nèi)水減少的體積相等.
(2)若使用圖 2 中的裝置制取并收集上述反應(yīng)需要的氧氣,可選擇圖中裝置與B(填序號),寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:2H
2O
2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H
2O+O
2↑,若集氣瓶容積為 224mL(已除去留在瓶底水的體積),計算收集一瓶氧氣理論上需要消耗反應(yīng)物的質(zhì)量是多少(氧氣密度 1.429g/L)?(利用化學(xué)方程式計算,寫出計算過程)
方案二:鋁鎂合金與鹽酸反應(yīng),測定生成氣體的體積,裝置如圖2 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→c→b→d.
(2)反應(yīng)結(jié)束,冷卻至室溫.燒瓶內(nèi)還留有氣體,對實驗結(jié)果沒有(填“有”或“沒有”)影響.
方案三:資料收集: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 NaAlO
2表示)和 H
2.
(1)寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Al+2NaOH+2H
2O=2NaAlO
2+3H
2↑;
①實驗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);
②從圖3數(shù)據(jù)可知,該合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)是75%;
【反思與拓展】同學(xué)們發(fā)現(xiàn)方案三可以實現(xiàn)測定合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)的實驗?zāi)康,他們還發(fā)現(xiàn),利用鋁鎂合金中鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)和方案二裝置,通過測定,也可得出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù).