Question

【題目】某同學(xué)通過(guò)以下裝置測(cè)定M樣品（只含F(xiàn)e、Al、Cu）中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取兩份質(zhì)量均為m g的M樣品，按實(shí)驗(yàn)1（如圖1）和實(shí)驗(yàn)2（如圖2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)順利完成了實(shí)驗(yàn)并測(cè)得氣體體積分別為V1 mL和V2 mL(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)1中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)1裝置中小試管的作用是__________________________________________。

（3）對(duì)于實(shí)驗(yàn)2，平視讀數(shù)前應(yīng)依次進(jìn)行的兩種操作是：

①___________________②___________________。

（4）M樣品中銅的質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（用V1和V2 表示）：__________________________。

（5）實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，B瓶中水沒(méi)有裝滿，使測(cè)得氣體體積____________ (填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”，下同)；若拆去實(shí)驗(yàn)2中導(dǎo)管a，使測(cè)得氣體體積___________。

（6）該實(shí)驗(yàn)需要0.50 mol·L－1的NaOH溶液470 mL，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①配制時(shí)應(yīng)稱量______g NaOH，稱量時(shí)需要托盤天平、______、______ (填儀器名稱)。

②配制NaOH溶液時(shí)，NaOH固體中含有Na2O雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度________。(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”)。

（7）該實(shí)驗(yàn)中所用稀硫酸是用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/cm3）配制的，則該濃硫酸的物質(zhì)的量濃度是____________。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ 液封，避免氫氣從長(zhǎng)頸漏斗中逸出；控制加氫氧化鈉溶液的體積來(lái)控制反應(yīng)的快慢；節(jié)省藥品。 冷卻到室溫 調(diào)整BC液面相平 無(wú)影響 偏大 10.0 小燒杯（或稱量瓶） 藥匙 偏大 18.4 mol/L

【解析】

據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；鐵只能溶于強(qiáng)酸，不溶于強(qiáng)堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸，依據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)原理和題干中的問(wèn)題分析回答。

根據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；鐵只能溶于強(qiáng)酸，不溶于強(qiáng)堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸。則

（1）實(shí)驗(yàn)1中氫氧化鈉溶液只與鋁反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

（2）實(shí)驗(yàn)1的裝置中使用的是長(zhǎng)頸漏斗，不是分液漏斗，無(wú)法控制液體流量，則小試管的作用是對(duì)長(zhǎng)頸漏斗起到液封作用，防止氫氣逸出，控制加氫氧化鈉溶液的體積來(lái)控制反應(yīng)的快慢，節(jié)省藥品；

（3）由于氣體的體積受溫度影響大，則對(duì)于實(shí)驗(yàn)2，平視讀數(shù)前應(yīng)等到冷卻到室溫，并上下移動(dòng)C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓，這樣讀得的讀數(shù)才準(zhǔn)確；

（4）根據(jù)V1結(jié)合鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)可知樣品中鋁的質(zhì)量為，鐵和鋁都與酸反應(yīng)生成氫氣，所以根據(jù)V2-V1即為鐵與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣，所以樣品中鐵的質(zhì)量為，所以樣品中銅的含量為＝；

（5）如果實(shí)驗(yàn)前B瓶液體沒(méi)有裝滿水，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)槔碚撋?/span>B管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導(dǎo)管a，加入液體時(shí)，排出錐形瓶中部分空氣，導(dǎo)致測(cè)定的氣體體積偏大；

（6）①要配制0.50molL-1的NaOH溶液470mL，所用容量瓶應(yīng)為500mL，所以配制時(shí)應(yīng)稱量0.50molL-1×0.5L×40g/mol=10.0g NaOH，稱量時(shí)氫氧化鈉要放在小燒杯（或稱量瓶）中進(jìn)行，用藥匙取藥品；

②NaOH固體中含有Na2O雜質(zhì)，氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，所以會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度偏大；

（7）根據(jù)c＝1000ρω/M可得濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為(1000×1.84×98%)/98 mol·L－1=18.4mol/L。