Question

【題目】某同學通過以下裝置測定M樣品（只含Fe、Al、Cu）中各成分的質量分數。取兩份質量均為m g的M樣品，按實驗1（如圖1）和實驗2（如圖2）進行實驗，該同學順利完成了實驗并測得氣體體積分別為V1 mL和V2 mL(已折算到標準狀況下)。

（1）寫出實驗1中可能發生反應的離子方程式：______________________________。

（2）實驗1裝置中小試管的作用是__________________________________________。

（3）對于實驗2，平視讀數前應依次進行的兩種操作是：

①___________________②___________________。

（4）M樣品中銅的質量的數學表達式為（用V1和V2 表示）：__________________________。

（5）實驗1進行實驗前，B瓶中水沒有裝滿，使測得氣體體積____________ (填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同)；若拆去實驗2中導管a，使測得氣體體積___________。

（6）該實驗需要0.50 mol·L－1的NaOH溶液470 mL，請回答下列問題：

①配制時應稱量______g NaOH，稱量時需要托盤天平、______、______ (填儀器名稱)。

②配制NaOH溶液時，NaOH固體中含有Na2O雜質會導致所配溶液濃度________。(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

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

Answer 1

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

【解析】

據題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強酸反應，又能與強堿反應；鐵只能溶于強酸，不溶于強堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸，依據實驗裝置、實驗原理和題干中的問題分析回答。

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

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

（2）實驗1的裝置中使用的是長頸漏斗，不是分液漏斗，無法控制液體流量，則小試管的作用是對長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控制反應的快慢，節省藥品；

（3）由于氣體的體積受溫度影響大，則對于實驗2，平視讀數前應等到冷卻到室溫，并上下移動C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強等于外界大氣壓，這樣讀得的讀數才準確；

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

（5）如果實驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實驗結果，因為理論上B管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導致測定的氣體體積偏大；

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

②NaOH固體中含有Na2O雜質，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，所以會導致所配溶液濃度偏大；

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