Question

4．圖1為化學(xué)反應(yīng)氣體體積測定儀
（1）寫出圖中實(shí)驗(yàn)儀器的名稱：C液體量瓶
（2）如何檢查該裝置的氣密性？將橡皮塞塞住A瓶加料口，觀察B瓶中長導(dǎo)管中液面上升，保持1分鐘不下降，證明氣密性良好．
（3）用該裝置測定氣體摩爾體積，稱取mg鎂帶（已除去表面氧化膜）和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，測得所得氣體的體積是VL（已換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下）
①B中選用的液體是品紅溶液，原因是ABC（填序號(hào)，下同）
A、氫氣不溶于品紅溶液
B、氫氣不與品紅溶液反應(yīng)
C、易于觀察，方便讀數(shù)
D、氫氣使品紅溶液褪色
②測定操作中三次用到注射器，依次為：第一次A，第二次B，第三次A
A、從A瓶加料口抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平
B、向A瓶內(nèi)加入稀硫酸
③測得的標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)氣體摩爾體積的表達(dá)式為$\frac{24V}{m}$
（4）某課外興趣小組根據(jù)該測定儀的原理設(shè)計(jì)如圖2裝置．

①適用該裝置測定某種合金（含Mg、Al）中鋁的含量，使足量氫氧化鈉溶液與a g合金（固體M）充分反應(yīng)，進(jìn)入量氣管的氣體體積為V mL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）．讀數(shù)時(shí)要注意將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，使量氣管液面和水準(zhǔn)管液面相平，視線與量氣管凹液面相平若a=0.036，V=22.4，該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是50%．
②若將裝置中的氫氧化鈉溶液替換為足量的稀硫酸，與a g合金粉末充分反應(yīng)，則進(jìn)入量氣管內(nèi)的氣體體積＞（填“＞”、“＜”或“=”）V mL；利用測得的氣體體積能否對(duì)合金中的Al含量進(jìn)行計(jì)算？能（填“能”或“否”）

Answer 1

分析 （1）由圖可知，儀器的名稱是液體量瓶；
（2）檢驗(yàn)裝置的氣密性常用方法為利用氣體的熱脹冷縮或液封氣體形成液面高度差，由裝置圖可知適合選擇液封氣體形成液面高度差，一定時(shí)間，液面高度差保持不變，說明氣密性良好，使裝置密閉，改變B中導(dǎo)氣管中液體液面的變化分析判斷裝置氣密性；
（3）①氫氣不具有漂白性實(shí)驗(yàn)應(yīng)便于觀察反應(yīng)現(xiàn)象；
②第一次從A瓶加料口抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平；第二次向A瓶內(nèi)加入稀硫酸；第三次從A瓶加料口抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平；
③由Mg～H₂↑計(jì)算；
（4）①對(duì)量氣管讀數(shù)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；根據(jù)氫氣和鋁之間的關(guān)系式計(jì)算鋁的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計(jì)算；
②Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，改用鹽酸生成氣體體積增大；
根據(jù)金屬的質(zhì)量和生成的氣體進(jìn)行計(jì)算可以得出鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）①A是氣體發(fā)生器，B是儲(chǔ)液瓶，C是液體量瓶，故答案為：液體量瓶；
（2）檢查該裝置的氣密性的方法是：將橡皮塞塞住A瓶加料口，觀察B瓶中長導(dǎo)管中液面上升，保持1分鐘不下降，證明氣密性良好，
故答案為：將橡皮塞塞住A瓶加料口，觀察B瓶中長導(dǎo)管中液面上升，保持1分鐘不下降，證明氣密性良好；
（3）①氫氣不具有漂白性，氫氣不溶于品紅溶液、不反應(yīng)，且紅色易觀察等有關(guān)，B中選用的液體是品紅溶液，原因是ABC，
故答案為：ABC；
②第一次從A瓶加料口抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平；第二次向A瓶內(nèi)加入稀硫酸；第三次從A瓶加料口抽氣，使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平，故答案為：A；B；A；
③稱取mg鎂帶（已除去表面氧化膜）和稀硫酸反應(yīng)時(shí)，測得所得氣體的體積是VL，
由Mg～H₂↑可知，$\frac{m}{24}$=$\frac{V}{{V}_{m}}$，解得Vm=$\frac{24V}{m}$L/mol，
故答案為：$\frac{24V}{m}$L/mol；
（4）①根據(jù)PV=nRT，為保證測出來的氣體體積是當(dāng)時(shí)大氣壓下的體積，在讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因?yàn)橄嗥秸f明兩邊液面上的壓強(qiáng)是一樣的，這樣測出來的氣體體積才是當(dāng)時(shí)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(huì)造成誤差，
根據(jù)2OH^-+2Al+6H₂O=2[AI（OH）₄]^-+3H₂↑中鋁和氫氣之間的關(guān)系式知，鋁的質(zhì)量=$\frac{\frac{0.0224L}{22.4L/mol}}{3}$×2×27g/mol=0.018g，
鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.018g}{0.036g}$×100%=50%，
故答案為：將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，使量氣管液面和水準(zhǔn)管液面相平，視線與量氣管凹液面相平；50%；      
②Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，改用硫酸生成氫氣的體積增大，根據(jù)金屬的質(zhì)量和生成的氣體進(jìn)行計(jì)算可以得出鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
故答案為：＞，能．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體體積的測定實(shí)驗(yàn)裝置、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)裝置的理解、元素化合物性質(zhì)、物質(zhì)組成測定、化學(xué)計(jì)算等，把握Mg與酸反應(yīng)生成氫氣及氫氣體積的測定原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度中等．