Question

【题目】化学学习小组对某镁铝合金进行了如下实验研究，请你参与并完成有关问题。

【实验药品】：

12.6g镁铝合金，200ml a mol/L稀硫酸，520ml 4 mol/L NaOH溶液。

【实验步骤】：

①将12.6g镁铝合金与200mL a mol/L的稀硫酸在如图所示装置中充分反应至反应完毕，并收集生成的全部气体。

②向b内的混合液中逐滴加入520ml 4 mol/L氢氧化钠溶液并充分混合，当氢氧化钠溶液加至500mL时生成的沉淀量最大。

【问题讨论】：

（1）仪器b的名称是___________________。

（2）根据实验目的可知，12.6g镁铝合金与200mL a mol/L的稀硫酸反应时，应该过量的物质是____________（填“镁铝合金”或“稀硫酸”），以保证另一种物质能够完全反应无剩余；若标准状况下，由实验步骤①得到的气体为13.44L，则合金中镁的质量分数为__________________________(保留到0.1%)。

（3）实验步骤②中，当b内混合液中因滴加氢氧化钠溶液至生成的沉淀量最大时，此时所得溶液中的溶质是__________________（填化学式）。

（4）实验步骤①结束后，读取量筒所呈现的数据时，需要注意的三个问题是：一是要冷却到室温，二是要_____________________________，三是要视线与量筒内的凹液面相平。

（5）在“a mol/L稀硫酸”中的a的值为_____________________。

Answer 1

【答案】 圆底烧瓶 稀硫酸 57.1﹪ Na2SO4 调整量筒液面与广口瓶液面相平 5

【解析】(1).实验装置中用于硫酸和合金反应的容器b是圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶；

(2).根据实验目的可知测定合金中镁铝的质量分数，实验时需要合金全部反应，所以需要稀硫酸过量；若标准状况下，由实验步骤①得到的气体体积为13.44L，设镁的物质的量为xmol，铝的物质的量为ymol，生成氢气的物质的量为13.44L÷22.4L/mol=0.6mol，则依据反应方程式：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑得：x+1.5y=0.6，,24x+27y=12.6，联立解方程得：x=0.3mol，y=0.2mol，则镁的质量分数0.3mol×24g/mol÷12.6g×100%=57.1﹪，故答案为：稀硫酸；57.1﹪；

(3).实验步骤②中，当b内混合液中因滴加氢氧化钠溶液至生成的沉淀量最大时，发生的反应为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、Mg2++2OH=Mg(OH)2↓、Al3++3OH=Al(OH)3↓，分析反应可知，得到生成的沉淀达到最大量时，所得溶液中的溶质为Na2SO4，故答案为：Na2SO4；

(4).实验步骤①结束后，排水量气法读取量筒所呈现的数据时，需要注意水要冷却至室温，调整量筒液面与广口瓶液面相平，使视线与量筒内的凹液面相平，故答案为：调整量筒液面与广口瓶液面相平；

(5). 反应过程中生成最大量沉淀时，依据化学方程式分析判断，相当于硫酸和氢氧化钠全部反应，依据氢离子和氢氧根离子物质的量相等可以得到：200mLamol/L稀硫酸和500ml 4 mol/L氢氧化钠溶液恰好反应，0.2×a×2=0.5×4，a=5，故答案为：5。