Question

8．某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置分別進行探究實驗（夾持裝置已略去）

實驗	藥品	制取氣體	量氣管中的液體
①	Cu、稀HNO3		H2O
②	NaOH固體、濃氨水	NH3
③	Na2CO3固體、稀H2SO4	CO2
④	鎂鋁合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

請回答下列問題：
（1）簡述如何檢查該裝置的氣密性：量氣管中加水后關(guān)閉開關(guān)A和分液漏斗活塞，微熱燒瓶，量氣管右端液面升高且保持不變，說明氣密性好．
（2）該同學(xué)認為實驗①可通過收集測量NO氣體的體積，來探究Cu樣品的純度．你認為是否可行？請簡述原因．不可行，因為NO會與裝置中空氣反應(yīng)后溶于水，使測得的NO氣體體積不準(zhǔn)．
（3）實驗②中剩余的NH₃需吸收處理．以下各種尾氣吸收裝置中，適合于吸收NH₃，而且能防止倒吸的有ACDF
（4）實驗③中，量氣管中的液體最好是D．
A．H₂O　　　B．CCl₄　　　　C．飽和Na₂CO₃溶液　　  D．飽和NaHCO₃溶液
（5）本實驗應(yīng)對量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時應(yīng)注意：
①恢復(fù)至室溫，②使量氣管兩端液面相平，③視線與凹液面最低處相平．
（6）實驗④獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）

編號	鎂鋁合金質(zhì)量	量氣管第一次讀數(shù)	量氣管第二次讀數(shù)
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據(jù)上述合理數(shù)據(jù)計算鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)27.0%．

Answer 1

分析 （1）設(shè)法使裝置內(nèi)外形成氣壓差，是氣密性檢查的常用手段；
（2）根據(jù)一氧化氮氣體的性質(zhì)判斷，一氧化氮和氧氣能發(fā)生生成易和水反應(yīng)的二氧化氮氣體，據(jù)此分析；
（3）極易溶于水的氣體，若吸收時導(dǎo)管伸入水中，由于氣體溶于水，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強急劇降低，外界大氣壓壓著液體進入，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象
（4）氨氣極易溶于水，量氣管中的液體應(yīng)該不含水且不與氨氣反應(yīng)，最好用煤油，量氣管中液體的選擇標(biāo)準(zhǔn)是：和該氣體不反應(yīng)；
（5）對量氣管讀數(shù)時，首先等實驗裝置恢復(fù)到室溫再進行下一步操作，然后調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平．
（6）實驗④，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)量氣管的第二次讀數(shù)-第一次讀數(shù)=生成氫氣的體積，求出生成氫氣的平均值，再求出合金中鋁的質(zhì)量，最后計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）關(guān)閉開關(guān)A和分液漏斗活塞，微熱燒瓶，量氣管左端液面降低，說明氣密性良好，
故答案為：量氣管中加水后關(guān)閉開關(guān)A和分液漏斗活塞，微熱燒瓶，量氣管右端液面升高且保持不變，說明氣密性好；
（2）一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮可與水反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸；裝置中有空氣，一氧化氮會與裝置中的空氣反應(yīng)，生成的二氧化氮溶于水并與水反應(yīng)，使測得的一氧化氮體積不準(zhǔn)，所以不可以通過實驗收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度；
故答案為：不可行，因為NO會與裝置中空氣反應(yīng)后溶于水，使測得的NO氣體體積不準(zhǔn)；
（3）A、對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管外聯(lián)雙球狀導(dǎo)管內(nèi)伸入到液體中，液體進入雙球內(nèi)，防止進入前端裝置，能防止倒吸；故A正確；
B、吸收裝置中的導(dǎo)管下聯(lián)漏斗，漏斗口伸入液面以下，易吸收易溶性氣體，不能防止倒吸；故B不正確；
C、對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管與干燥管連接，當(dāng)水進入干燥管內(nèi)，燒杯內(nèi)液面下降低于導(dǎo)管口，液體又流落到燒杯中，能防止倒吸，故C正確．
D、氨氣極易溶于水，不溶于四氯化碳，所以導(dǎo)管通入四氯化碳中，氣泡向上到水層溶解，能防止倒吸，故D正確；
E、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進氣管在燒瓶口，液體經(jīng)進氣管倒流入前端裝置，產(chǎn)生倒吸，故E錯誤；
F、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進氣管在燒瓶底部，液體不能流入前端裝置，能防止倒吸，故F正確；
所以能防倒吸的吸收裝置有ACDF，不能防倒吸的是BE；
故答案為：ACDF；
（4）實驗③中的氣體是二氧化碳，二氧化碳能溶于水，四氯化碳有毒，碳酸鈉和二氧化碳能反應(yīng)，二氧化碳和飽和的碳酸氫鈉不反應(yīng)，所以選取飽和碳酸氫鈉溶液．
故答案為：D；
（5）根據(jù)PV=nRT，為保證測出來的氣體體積是當(dāng)時大氣壓下的體積，在讀數(shù)時應(yīng)注意：①將實驗裝置恢復(fù)到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因為相平說明兩邊液面上的壓強是一樣的，這樣測出來的氣體體積才是當(dāng)時大氣壓下的體積，③視線與凹液面最低處相平，俯視或仰視會造成誤差；
故答案為：使量氣管兩端液面相平．
（6）鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣的體積=$\frac{346.3ml+335ml+345.7ml-10ml×3}{3}$=332.3mL=0.3323L，
設(shè)生成0.997L氫氣，需鋁的質(zhì)量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g 67.2L
x 0.3323L
x=0.27g
所以鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.27g}{1.0g}$×100%=27.0%，
故答案為：27%．

點評 本題考查了實驗測定方法，通過回答本題知道了分液漏斗的使用，測定氣體體積的方法，注意點燃可燃性氣體前要檢驗純度，極易溶于水的氣體的防倒吸等事宜基本操作知識，綜合性較強，計算時要注意數(shù)據(jù)的取舍，題目難度中等．