Question

4．某兴趣小组为探究铝镁合金的组成，取16克铝镁合金样品，将60克氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中（镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑），充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量，得实验数据如下：

所加氢氧化钠溶液的次数	第一次	第二次	第三次
剩余固体的质量/克	10.6	5.2	4.0

计算：（1）从表中数据可知第一次参加反应金属铝的质量为12克；
（2）该合金中金属镁的质量分数；
（3）所用氢氧化钠溶液溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据“镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应”，结合第一次加入氢氧化钠溶液所得的数据可知，每加入20g氢氧化钠溶液将会消耗铝16g-10.6g=5.4g；而第三次加入20g氢氧化钠溶液，金属的质量减少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，说明金属铝已完全反应，剩余固体为镁；
（2）根据镁的质量分数=$\frac{镁的质量}{镁铝合金的质量}$×100%计算；
（3）根据第一次或第二次所加入氢氧化钠溶液的实验数据，通过反应消耗铝的质量，根据反应的化学方程式，计算所加氢氧化钠溶液中的氢氧化钠的质量，而得出所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）由前两次实验数据可得：每加入20g氢氧化钠溶液将会消耗铝16g-10.6g=5.4g，第三次加入20g氢氧化钠溶液，样品质量减少5.2g-4.0g=1.2g＜5.4g，则所剩余固体4.0g为金属镁的质量，则该合金中，铝元素的质量=16g-4g=12g．
（2）该合金中金属镁的质量分数为$\frac{4.0g}{16g}$×100%=25%；
（3）第一次所加20g氢氧化钠溶液能反应的铝的质量为：16g-10.6g=5.4g
设20g氢氧化钠溶液中溶质的质量为x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
 54   80
5.4g   x
则$\frac{54}{80}$=$\frac{5.4g}{x}$，解得x=8g
所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数=$\frac{8g}{20g}$×100%=40%
答：所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为40%．
故答案为：
（1）12；
（2）25%；
（3）40%．

点评 根据每次加入氢氧化钠溶液充分反应后合金样品质量减少的规律，判断反应进行的程度，从而得出剩余固体为不参加反应的金属的质量．