Question

（本題共15分）
有4種質(zhì)量比可能相同或不同的鎂鋁合金樣品①、②、③、④。甲、乙、丙、丁4位同學各取1種樣品，進行下列實驗，測定合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。
52．甲同學取樣品①m₁ g和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，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m₁ g。則樣品①合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為_____________。
53．乙同學取樣品②m₂ g和足量的鹽酸反應(yīng)，然后滴加過量的氫氧化鈉溶液，將沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m₂ g。則樣品②合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)為____________。
54．丙同學取樣品③m₃ g和足量的稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標準狀況下得到氣體體積為V L，則樣品③中m₃的取值范圍是___________________________________________。
丁同學取不同質(zhì)量的樣品④分別和30 mL同濃度的鹽酸反應(yīng)，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體體積（已轉(zhuǎn)化為標準狀況）如下：

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

55．通過計算求該鹽酸的物質(zhì)的量濃度。
56．通過計算求樣品④中合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)。
57．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

52.  47.06%　　（2分）
53.  60%　�。�2分）
54.  0.80V＜m＜1.07V
（2分，其它寫法如27V/33.6＜m＜24V/22.4或9V/11.2＜m＜3V/2.8都給分）
55. 丙中鹽酸反應(yīng)完全，n(H₂)="0.672/22.4" ="0.03" mol，（1分）
則c(HCl)="0.03×2/0.03=2.0" mol·L^-1（1分）
56. 設(shè)合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y，則有：

（1分）
解得：x =" y" =" 0.01" mol（1分）
則w(Mg)="[(0.01" mol×24 g·mol^-1)/0.510 g]×100%=47.06%（1分）
57. 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（1分）
n(NaAlO₂)="n(Al)=0.01" mol×918/510="0.018" mol（1分）
根據(jù)Na⁺守恒得：n(NaOH)="0.06" mol+0.018 mol="0.078" mol（1分）
故V(NaOH)="0.078" mol/1.0 mol·L^-1="0.078" L="78" mL （1分）
即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。

試題分析：52.鎂鋁合金中鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過二氧化碳反應(yīng)所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體為氧化鋁，反應(yīng)前為鎂鋁反應(yīng)后為鋁和氧，質(zhì)量不變，根據(jù)元素守恒可知氧化鋁中氧的質(zhì)量分數(shù)即為鎂的質(zhì)量分數(shù)，為16×3/（16×3+27×2）= 47.06%；53.該反應(yīng)得到的固體為氧化鎂，根據(jù)元素質(zhì)量守恒，氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)即是鎂鋁合金中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)，為24/（24+16）= 60%；
54.鎂鋁與稀硫酸反應(yīng)消耗的硫酸不同產(chǎn)生的氣體量也不同，故采用極值法確定其范圍，金屬全為鎂時
金屬的量為V /22.4×24=1.07V，金屬全為鋁時V  /22.4×2/3×27=0.80V,范圍0.80V＜m＜1.07V；
55.丁同學實驗數(shù)據(jù)中鹽酸量固定，bc組鹽酸反應(yīng)完全，a組金屬反應(yīng)完全，故計算鹽酸的濃度根據(jù)bc組氣體數(shù)據(jù)直接得出，丙中鹽酸反應(yīng)完全，n(H₂)="0.672/22.4" ="0.03" mol，
則c(HCl)="0.03×2/0.03=2.0" mol·L^-1
56.根據(jù)a組數(shù)據(jù)列方程式可解，解法見答案；57.根據(jù)元素守恒，合金中鋁最終變?yōu)镹aAlO₂，開始加入的鹽酸最終變?yōu)槁然�鈉，此可稱為終態(tài)分析法。
n(NaCl)="n(HCl)=2.0" mol·L^-1×0.030 L="0.06" mol（氯原子守恒）
n(NaAlO₂)="n(Al)=0.01" mol×918/510="0.018" mol（鋁原子守恒）
根據(jù)Na⁺守恒得：n(NaOH)="0.06" mol+0.018 mol="0.078" mol
故V(NaOH)="0.078" mol/1.0 mol·L^-1="0.078" L="78" mL （1分）
即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。