Question

7．某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖裝置進(jìn)行試驗探究，請回答下列問題：
（1）為準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，除視線應(yīng)與量氣管凹液面最低處向平，還應(yīng)注意使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊若考慮分液漏斗滴入燒瓶中液體的體積（假設(shè)其它操作都正確），則測得氣體的體積將無影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕．
 ①通過分液漏斗向燒瓶中加入的試劑可選用下列ac（填序號）
a．NaOH溶液     b．C₂H₅OH      c．NaCl溶液   d．稀硫酸
②能證明生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的現(xiàn)象是量氣管液面會下降．
（3）若燒瓶中放入粗銅片（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），分液漏斗內(nèi)放稀硝酸，通過收集并測量NO氣體的體積來探究粗銅樣品的純度．你認(rèn)為此方法是否可行不可行，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會影響NO的體積的測定（填“可行”或“不可行”，若填“不可行”請說明原因）．
（4）為探究MnO₂在H₂O₂制取O₂過程中的作用，將等量的H₂O₂加入燒瓶中，分別進(jìn)行2次實驗（氣體體積在同一狀況下測定）：

序號	燒瓶中的物質(zhì)	測得氣體體積
實驗1	20mL H2O2，足量MnO2	V1
實驗2	20mL H2O2，足量MnO2和稀硫酸	V1＜V2＜2V1

若實驗1中MnO₂的作用是催化劑，則實驗2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄．
（5）若燒瓶中放入鎂鋁合金，分液漏斗內(nèi)放NaOH溶液，分別進(jìn)行四次實驗，測得以下數(shù)據(jù)（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)
Ⅰ	1.0g	10.00mL	346.30mL
Ⅱ	1.0g	10.00mL	335.50mL
Ⅲ	1.0 g	10.00mL	346.00mL
Ⅳ	1.0g	10.00mL	345.70mL

則鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73%．

Answer 1

分析 （1）要準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，應(yīng)保持燒瓶內(nèi)外氣體的壓強、溫度都相同；當(dāng)分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶時，燒瓶中氣體也有一部分進(jìn)入分液漏斗；
（2）若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，選用的電解質(zhì)溶液應(yīng)為中性或堿性，如果用酸性電解質(zhì)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，當(dāng)鐵粉發(fā)生吸氧腐蝕時，燒瓶內(nèi)的氧氣會被吸收，會導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強減小，據(jù)此分析；
（3）裝置中有空氣，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會影響NO的體積的測定；
（4）二氧化錳既可作催化劑，同時二氧化錳又有氧化性，在酸性條件下可以氧化雙氧水生成氧氣，所以有V₁＜V₂＜2V₁，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（5）燒瓶中放入鎂鋁合金，分液漏斗內(nèi)放NaOH溶液，鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)氫氣體積計算出鋁的質(zhì)量，進(jìn)而計算出鎂的質(zhì)量，確定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，實驗Ⅰ中氫氣的體積為336.30mL，實驗Ⅱ中氫氣的體積為325.50mL，實驗Ⅲ中氫氣的體積為336.00mL，實驗Ⅳ中氫氣的體積為335.70mL，四組數(shù)據(jù)中，實驗Ⅱ的數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，舍去，所以實驗中制得的氫氣的體積為三個實驗中的平均值，即336.00mL，據(jù)此計算．

解答 解：（1）要準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，應(yīng)保持燒瓶內(nèi)外氣體的壓強、溫度都相同，所以讀數(shù)時應(yīng)注意使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊，當(dāng)分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶時，燒瓶中氣體也有一部分進(jìn)入分液漏斗，所以分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶對實驗結(jié)果沒有影響，
故答案為：使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊； 無影響；
（2）①若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，選用的電解質(zhì)溶液應(yīng)為中性或堿性，如果用酸性電解質(zhì)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，故選ac；
②當(dāng)鐵粉發(fā)生吸氧腐蝕時，燒瓶內(nèi)的氧氣會被吸收，會導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強減小，所以生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的現(xiàn)象是量氣管液面會下降，
故答案為：量氣管液面會下降；
（3）裝置中有空氣，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會影響NO的體積的測定，所以這個裝置不能用來探究粗銅樣品的純度，
故答案為：不可行，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會影響NO的體積的測定；
（4）二氧化錳既可作催化劑，同時二氧化錳又有氧化性，在酸性條件下可以氧化雙氧水生成氧氣，雙氧水分解時2molH₂O₂產(chǎn)生1molO₂，氧化時1molH₂O₂產(chǎn)生1molO₂，所以有V₁＜V₂＜2V₁，所以實驗2中發(fā)生反應(yīng)既有雙氧水的分解，又有雙氧水被二氧化錳的氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄；
（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，實驗Ⅰ中氫氣的體積為336.30mL，實驗Ⅱ中氫氣的體積為325.50mL，實驗Ⅲ中氫氣的體積為336.00mL，實驗Ⅳ中氫氣的體積為335.70mL，四組數(shù)據(jù)中，實驗Ⅱ的數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，舍去，所以實驗中制得的氫氣的體積為三個實驗中的平均值，即336.00mL，其物質(zhì)的量為0.015mol，根據(jù)電子得失守恒可知2Al～3H₂，所以鋁的物質(zhì)的量為0.01mol，所以鋁的質(zhì)量為0.27g，鎂的質(zhì)量為1.0g-0.27g=0.73g，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.73}{1.0}$×100%=73%，
故答案為：73%．

點評 本題比較綜合，涉及原電池、實驗基本操作、化學(xué)計算、物質(zhì)組成測定等，（4）中反應(yīng)方程的書寫是難點，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用的能力，題目難度中等．