Question

铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组的三位同学，为测定某铝镁合金（设不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究．填写下列空白．
[探究一]
实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量
问题讨论：
（1）称取一定质量的铝镁合金粉末样品，加入过量的NaOH溶液，充分反应．实验中发生反应的化学方程式是______．
（2）过滤、洗涤、干燥、称量剩余固体．若未洗涤固体，测得镁的质量分数将______（填“偏高”或“偏低”）．
[探究二]
实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积
实验装置：
问题讨论：
（1）某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个装有碱石灰的干燥装置．你的意见是：______ （填“需要”或“不需要”）．
（2）为准确测定生成气体的体积，实验中应注意的问题是（只要求写出其中一点）：______
[探究三]
实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如右图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧．
问题讨论：
（1）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是______．
（2）若用空气代替O₂进行实验，对测定结果是否有影响？______（填“是”或“否”）．

Answer 1

解：探究一：（1）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↑；
（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；
探究二：（1）由于氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除雾装置，故答案为：不需要；
（2）反应中装置的气密性、合金是否完全溶解都会影响测定结果，所以需要检查装置的气密性；合金完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积等）
故答案为：检查装置的气密性；合金完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积等合理答案）；
【探究三】
（1）Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，故答案为：灼烧后固体的质量；
若用空气代替O₂进行实验，发生反应：3Mg+N₂Mg₃N₂，2Mg+CO2MgO+C，测定生成固体的质量变大，则镁的质量分数偏高，
故答案为：是．
分析：探究一：（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；
（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；
探究二：（1）氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除雾装置；
（2）装置的气密性、合金是否完全溶解（或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平，待冷却至室温再读体积）等会影响测定结果；
探究三：（1）Mg、Al都能够与氧气化学反应生成氧化物；
（2）用空气代替O₂进行实验，发生反应：3Mg+N₂Mg₃N₂，2Mg+CO2MgO+C，测定生成固体的质量变大．
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．