Question

某课外兴趣小组为探究某种铝合金（合金元素为Mg Al）是否符合国家质量标准（国家规定其中铝含量不能低于78％），设计右图装置进行实验。

（1）如何检验该装置的气密性                                            。
（2）合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式              。
（3）倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与ag合金粉末(固体M)充分反应，待反应停止后，进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)。若量气管最大量程为50mL，则固体M中铝的质量(m)范围为           。
（4）若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积      (填“＞”“＜”“＝”)VmL。
（5）若a＝38mg，V＝44.8mL(标准状况)，请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程)              (填“符合”或“不符合”)。

Answer 1

（1）安装好装置并在量气管内加人水，向下移动水准管，静置片刻。若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装量密封(合理即给分)
（2）2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑ （3）0＜m＜0.04g(或m＜0.04g  （4）＞ （5）符合

试题分析：（1）装置气密性的检验，原理通常是想办法造成装置不同部位气体有压强差，并产生某种明显的现象。所以根据该装置的特点可知，检验方法是安装好装置并在量气管内加人水，向下移动水准管，静置片刻。若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装量密封。
（2）镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑。
（3）由于量气管最大量程为50mL，这说明反应中最多只能产生50ml氢气，标准状况下的物质的量＝＝mol。所以根据方程式2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑可知最多消耗率的质量＝mol××27g/mol＝0.04g，因此固体M中铝的质量(m)范围为0＜m＜0.04g。
（4）由于合金中镁能和盐酸反应放出氢气，所以若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积＞VmL。
（5）V＝44.8mL(标准状况)，则氢气的物质的量＝＝0.002mol，所以消耗铝的质量＝0.002mol××27g/mol＝0.036g＝36mg。则合金中铝的质量分数＝×100%＝94.74%＞78％，所以符合国家标准。