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    2．研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究．填写下列空白．
    【方案一】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量．
    实验中发生反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
    （1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0mol/L NaOH溶液中，充分反应．则NaOH溶液的体积V≥97mL
    （2）过滤、洗涤、干燥、称量固体．该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
    【方案二】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×105Pa）的体积．
    （1）同学们拟选用下列实验装置图1完成实验：
    ①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接E接D接G（填接口字母，可不填满．）
    ②实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是ACD
    A．待实验装置冷却后再读数
    B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平
    C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平
    D．视线与凹液面最低点水平，读取量筒中水的体积
    （2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小．于是他们设计了图2所示的实验装置．
    ①装置中导管a的作用有：使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下和滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差
    ②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL．则产生氢气的体积为V1-V2 mL

    分析 方案一：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
    （1）镁的质量分数最小时，金属铝的质量最大，需要的氢氧化钠溶液最多，实际需要氢氧化钠溶液的体积应大于或等于最大值，据此计算；
    （2）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大；
    方案二：（1）①装置的组装顺序：合金与水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部；
    ②反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
    （2）①保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
    ②滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积（注意应保持干燥管与滴定管内液面等高），收集氢气后滴定管内液面上升，读数减小．

    解答 解：方案一：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
    故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
    （1）含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为，5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，则：
           2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
          54g   2mol 
    5.4g×97%g   V×10-3L×2.0mol/L
    所以54g：（5.4g×97%g）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL；
    故答案为：97mL；
    （2）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高，故答案为：偏高；
    方案二：（1）①装置的组装顺序：合金与水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：（A）接（E）（D）接（G）；
    故答案为：E；D；G；
    ②反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
    故选ACD；
    （2）①装置中导管a的作用是：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差，
    故答案为：滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
    ②滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积，收集氢气后滴定管内液面读数减小，所以测定氢气的体积为V1-V2，
    故答案为：V1-V2．

    点评 本题考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．

    练习册系列答案
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    12．设NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
    A．在常温常压下，11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NA
    B．在常温常压下，1 mol氢气含有的分子数为NA
    C．在常温常压下，32 g氧气含原子数为NA
    D．标准状况下，1mol水的体积约为22.4L

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    13．高铁酸钾（K2FeO4）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂．电解法制备高铁酸钾操作简便，产率高，易于实验室制备．其原理如图所示，其总电解反应为：
    Fe+2NaOH+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Na2FeO4+3H2↑．
    Ⅰ．实验过程中，X电极有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO${\;}_{4}^{2-}$）在溶液中呈紫红色．
    （1）电解过程中，X极是阴极．
    （2）生成高铁酸根（FeO${\;}_{4}^{2-}$）的电极反应是Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O．
    Ⅱ．若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应．
    （1）铅蓄电池总的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;放电\;}}{充电}$2H2O+2PbSO4，则该铅蓄电池在充电时的阳极反应为
    PbSO4-2e-+2H2O═PbO2+SO42-+4H+，若用此电池向外电路输出2mol电子，正极增重64g，电解质溶液消耗的硫酸根离子为1mol．
    （2）肼（N2H4）-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O．
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    （4）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上上述三种电池中分别消耗的Pb、肼、丙烷的物质的量之比是10：10：5：1．

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    10．用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（　　）
    A．10g 46%的乙醇溶液所含氢原子数为1.2NA
    B．0.5 mol熔融的NaHSO4中含有的离子数目为1.5NA
    C．标准状况下，2.24L甲醇中含有C-H键的数目为0.3NA
    D．S2和S8的混合物共38.4g，其中所含硫原子数为1.4NA

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    17．亚硫酸钠（Na2SO3）、漂白液（NaClO）和明矾[KAl（SO4）2•12H2O]都是重要的化工产品，在日常生活和工业生产中都有广泛用途，且三者都可用在造纸业的不同生产工序中．
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图所示；两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．
    （1）①a极负极
    ②a电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O
    （2）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制．常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等．请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中 ①a极的电极反应式CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
    ②甲烷燃料电池总的离子反应方程式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O．

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    14．下列说法中，错误的是（　　）
    A．人类目前所直接利用的能量大部分是由化学反应产生的
    B．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
    C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
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    11．在容积不变的密闭容器中有反应：X（g）+Y（g）?Z（g），若Z（g）的物质的量浓度c（Z）与温度T的关系如图所示（曲线上的任意一点都表示平衡状态）．则下列说法不正确的是（　　）
    A．A点与B点相比，B点的c（X）大B．A点与C点的化学反应速率：A＜C
    C．在反应进行到D点时，v正＞v逆D．该反应的正反应是吸热反应

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    12．标准状况下，将1g H2、11g CO2和4g O2混合，该混合气体的体积约为（　　）
    A．16.8LB．14LC．19.6LD．18.4L

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