Question

13．鋁熱反應(yīng)是鋁的一個(gè)重要性質(zhì)，某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)為了克服傳統(tǒng)鋁熱反應(yīng)紙漏斗易燃燒、火星四射等缺點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)改成以下裝置，取磁性氧化鐵在如圖A實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，冷卻后得到“鐵塊”混合物．

（1）實(shí)驗(yàn)中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條引火劑，其原因是蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱．
（2）該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．
（3）取反應(yīng)后的“鐵塊”研碎樣稱量，加入如圖B裝置，滴入足量NaOH溶液充分反應(yīng)，測量生成氣體體積以測量樣品中殘留鋁的百分含量．試回答下列問題：
①量氣管的量具部分是一個(gè)中學(xué)實(shí)驗(yàn)常見量具改裝而成，該儀器的名稱為堿式滴定管．
②量氣管在讀數(shù)時(shí)必須進(jìn)行的步驟是冷卻至室溫和調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平．
③取1g樣品進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，共收集到44.8mL氣體（換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則鋁的百分含量為3.6%．
④裝置中分液漏斗上端和燒瓶用橡膠管連通，除了可以平衡壓強(qiáng)讓液體順利滴入試管之外，還可以起到降低實(shí)驗(yàn)誤差的作用．如果裝置沒有橡膠管，測量出鋁的百分含量將會(huì)偏大（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蔗糖在濃硫酸中脫水過程中放出大量的熱進(jìn)行分析；
（2）鋁和四氧化三鐵在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵和氧化鋁，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）①由于溫度、壓強(qiáng)影響氣體體積，所以應(yīng)該先冷卻到室溫，然后調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時(shí)視線與凹液面最低處相平；
②量氣管的量具部分底部是連接橡膠管，結(jié)合實(shí)驗(yàn)量具可知是堿式滴定管的部分結(jié)構(gòu)；
③根據(jù)生成氫氣的量及反應(yīng)關(guān)系式列式計(jì)算出樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
④如果裝置沒有橡膠管，隨液體流下試管中壓強(qiáng)增大，在排液過程中會(huì)排出的液體增多，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高．

解答 解：（1）由于蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱，所有實(shí)驗(yàn)中可以用蔗糖和濃硫酸代替鎂條引火劑，
故答案為：蔗糖在濃硫酸中脫水并放出大量的熱；
（2）在高溫條件下，鋁和四氧化三鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；
（3）①量氣管的量具部分底部是連接橡膠管，結(jié)合實(shí)驗(yàn)量具可知是堿式滴定管的部分結(jié)構(gòu)，所以該儀器的名稱為堿式滴定管，
故答案為：堿式滴定管；
②對量氣管讀書時(shí)，首先等實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫再進(jìn)行下一步操作，然后調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時(shí)視線與凹液面最低處相平，保證在常溫常壓下進(jìn)行，
故答案為：冷卻至室溫和調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平；
③標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8mL氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{44.8×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=2×10^-3mol，根據(jù)關(guān)系式2Al～3H₂可知，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8mL氫氣消耗鋁的質(zhì)量為：27g/mol×2×10^-3mol×$\frac{2}{3}$=0.036g，則鋁的百分含量為：$\frac{0.036g}{1g}$×100%=3.6%，
故答案為：3.6%；
④橡膠管可以平衡壓強(qiáng)讓液體順利滴入試管中，還可以起到降低實(shí)驗(yàn)誤差的作用，如果裝置中沒有橡膠管，隨液體流下試管中壓強(qiáng)增大，試管中排出液體增多，測量出的該物質(zhì)百分含量將會(huì)偏大，
故答案為：偏大．

點(diǎn)評 本題考查了鋁熱反應(yīng)原理及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及鋁熱反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算、誤差分析等知識，注意掌握鋁熱反應(yīng)原理，試題知識點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>