Question

甲、乙兩個探究性學習小組，擬在實驗室中通過鋁與足量的稀硫酸反應生成的氫氣來測定鋁的摩爾質(zhì)量．
甲組同學擬設計如圖甲所示的裝置完成實驗．
（1）實驗前如何檢驗Ⅰ裝置的氣密性

 

．
（2）寫出裝置Ⅰ中發(fā)生反應的離子方程式：

 

；實驗中使用銅鋁合金的目的是

 

．
（3）乙組同學仔細分析了甲組同學的實驗裝置后認為：稀硫酸滴入燒瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)的空氣排出，使所測氫氣的體積偏大；實驗結(jié)束后，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣的體積偏小．于是他們設計了如圖乙所示的實驗裝置．裝置中導管a的作用是①

 

；②

 

．
（4）乙組同學在實驗中準確測出4個數(shù)據(jù)，如下表：

	實驗前	實驗后
鋁銅合金質(zhì)量/g	m1	m2
量液管（C）液面讀數(shù)/mL	V1	V2

如果實驗條件下的氣體的摩爾體積是24.5L?mol^-1，利用上述數(shù)據(jù)寫出鋁的摩爾質(zhì)量的表達式：M=

 

g?mol^-1．
（5）若將鋁銅合金溶解，下列試劑中最好選用

 

（填編號）；理由是

 

．
a．濃硫酸　　b．稀硫酸　　c．稀硝酸     d．硫酸鐵溶液．

Answer 1

考點：鋁金屬及其化合物的性質(zhì)實驗

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)實驗室中常用的檢驗裝置氣密性的方法進行解答；
（2）裝置Ⅰ中鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，據(jù)此寫出反應的離子方程式；從銅鋁形成原電池角度進行分析；
（3）導管a能夠使錐形瓶和分液漏斗中的壓強相等，從而使稀硫酸順利滴下、減小了測定誤差；
（4）根據(jù)反應前后的質(zhì)量差計算出鋁的質(zhì)量，根據(jù)反應前后量液管讀數(shù)計算出氫氣體積，根據(jù)氣體摩爾體積計算出氫氣物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應方程式計算出鋁的物質(zhì)的量，最后根據(jù)M=

m

n

計算出Al的摩爾質(zhì)量．
（5）銅與稀硫酸不反應，濃硫酸、稀硝酸在反應中會產(chǎn)生污染氣體，而硫酸鐵能夠與鋁、銅反應，且反應中沒有污染氣體生成．

解答： 解：（1）檢驗Ⅰ裝置的氣密性方法為：用止水夾夾�、窈廷蜷g的膠管，向分液漏斗中加水，然后打開分液漏斗活塞，水滴入幾滴后就不再滴下說明氣密性良好，
故答案為：用止水夾夾住Ⅰ和Ⅱ間的膠管，向分液漏斗中加水，然后打開分液漏斗活塞，水滴入幾滴后就不再滴下說明氣密性良好；
（2）裝置Ⅰ中鋅與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸鋅，反應的離子方程式為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；銅不與稀硫酸反應，但是銅、鋁、硫酸原電池能夠形成原電池，加快反應速率，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；形成銅、鋁、硫酸原電池，加快反應速率；
（3）裝置中導管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差，
故答案為：平衡分液漏斗和錐形瓶內(nèi)氣壓，便于硫酸滴下；消除硫酸滴入引起體積誤差；
（4）反應消耗的鋁的質(zhì)量為：m（Al）=（m₁-m₂）g，反應生成的氫氣的體積為：V₁-V₂，氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=

V

Vm

=

(V1-V2)×10-3L

24.5L/mol

=

V1-V2

24500

mol，根據(jù)反應2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑可知，n（Al）=

2

3

n（H₂）=

V1-V2

24500

mol×

2

3

=

V1-V2

36750

mol，
則A的摩爾質(zhì)量為：M（Al）=

(m1-m2)g

V1-V2 36750 mol

=

36750(m1-m2)

V1-V2

g/mol，
故答案為：

36750(m1-m2)

V1-V2

g/mol；
（5）a．加熱條件下濃硫酸能夠溶解銅和鋁，但是反應中有二氧化硫氣體生成，容易污染環(huán)境，不是最佳試劑，故a錯誤；
b．稀硫酸不與銅發(fā)生反應，無法溶解銅，故b錯誤；　　
c．稀硝酸能夠溶解銅鋁合金，但反應中有一氧化氮氣體生成，會造成環(huán)境污染，不是最佳試劑，故c錯誤； 
d．硫酸鐵溶液，鐵離子與鋁、銅都發(fā)生反應，能夠溶解銅鋁合金，且沒有污染物生成，故d正確；
故答案為：d；不產(chǎn)生污染氣體．

點評：本題主要考查物質(zhì)含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等，題目難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，本題是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力