Question

某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置分別進(jìn)行探究實驗（夾持裝置已略去），請回答下列問題：

實驗	藥品	制取氣體	量氣管中的液體
Ⅰ	Cu、稀HNO3		H2O
Ⅱ	NaOH固體、濃氨水	NH3
Ⅲ	鎂鋁合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

（1）實驗過程中，使用分液漏斗滴加液體的操作是

 

（2）該同學(xué)認(rèn)為實驗I可通過收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度，你認(rèn)為是否可行？

 

（填“可行”或“不可行”），原因是

 

（3）實驗Ⅱ中量氣管中的液體最好是

 

（填字母編號，下同）
A．濃NaOH溶液    B．氨水    C．煤油    D．氯化銨溶液
該實驗剩余的NH₃需吸收處理．以下各種尾氣吸收裝置中，不能防止倒吸的是

 

．
（4）本實驗應(yīng)對量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時應(yīng)注意：①將實驗裝置恢復(fù)到室溫，②

 

，③視線與凹液面最低處相平．
（5）寫出實驗Ⅲ中涉及的離子反應(yīng)方程式

 

（6）實驗Ⅲ獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略滴入液體體積對氣體體積的影響）

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)
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點：常見氣體制備原理及裝置選擇,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,實驗裝置綜合

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）分液漏斗加液時要注意內(nèi)外空氣相通，壓強(qiáng)相等，液體才能順利流下；
（2）實驗Ⅰ裝置中有空氣，一氧化氮與空氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮溶于水；
（3）氨氣極易溶于水，量氣管中的液體應(yīng)該不含水且不與氨氣反應(yīng)，最好用煤油；極易溶于水的氣體，若吸收時導(dǎo)管伸入水中，由于氣體溶于水，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)急劇降低，外界大氣壓壓著液體進(jìn)入，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；
（4）對量氣管讀數(shù)時，首先等實驗裝置恢復(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)時視線與凹液面最低處相平；
（5）鎂鋁合金中鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣而鎂不反應(yīng)；
（6）實驗Ⅲ，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)量氣管的第二次讀數(shù)-第一次讀數(shù)=生成氫氣的體積，求出生成氫氣的平均值，再求出合金中鋁的質(zhì)量，最后計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）分液漏斗用于氣體發(fā)生器中控制加液，也常用于互不相溶的幾種液體的分離，加液時要注意內(nèi)外空氣相通，壓強(qiáng)相等，液體才能順利流下，具體操作為：打開分液漏斗上口的活塞（或?qū)⒒钊�上的凹槽與瓶口上的小孔對齊），旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加；
故答案為：打開分液漏斗上口的活塞（或?qū)⒒钊�上的凹槽與瓶口上的小孔對齊），旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加；
（2）一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮可與水反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸；裝置Ⅰ中有空氣，一氧化氮會與裝置中的空氣反應(yīng)，生成的二氧化氮溶于水并與水反應(yīng)，使測得的一氧化氮體積不準(zhǔn)，所以不可以通過實驗I收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度；
故答案為：不可行   NO會與裝置中空氣反應(yīng)，生成NO₂溶于水，使測得的NO氣體體積不準(zhǔn)；
（3）氨氣為堿性氣體，極易溶于水，量氣管中的液體應(yīng)該不含水且不與氨氣反應(yīng)，濃NaOH溶液、氨水、氯化銨溶液中含有水，氨氣被水吸收，而氨氣不溶于煤油，所以量氣管中液體最好是煤油；
A、對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管外聯(lián)雙球狀導(dǎo)管內(nèi)伸入到液體中，液體進(jìn)入雙球內(nèi)，防止進(jìn)入前端裝置，能防止倒吸；故A正確；
B、吸收裝置中的導(dǎo)管下聯(lián)漏斗，漏斗口伸入液面以下，易吸收易溶性氣體，不能防止倒吸；故B不正確；
C、對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管與干燥管連接，當(dāng)水進(jìn)入干燥管內(nèi)，燒杯內(nèi)液面下降低于導(dǎo)管口，液體又流落到燒杯中，能防止倒吸，故C正確．
D、氨氣極易溶于水，不溶于四氯化碳，所以導(dǎo)管通入四氯化碳中，氣泡向上到水層溶解，能防止倒吸，故D正確；
E、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進(jìn)氣管在燒瓶口，液體經(jīng)進(jìn)氣管倒流入前端裝置，產(chǎn)生倒吸，故E錯誤；
F、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進(jìn)氣管在燒瓶底部，液體不能流入前端裝置，能防止倒吸，故F正確；
所以能防倒吸的吸收裝置有ACDF，不能防倒吸的是BE；
故答案為：C；BE；
（4）根據(jù)PV=nRT，為保證測出來的氣體體積是當(dāng)時大氣壓下的體積，在讀數(shù)時應(yīng)注意：①將實驗裝置恢復(fù)到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因為相平說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，俯視或仰視會造成誤差； 
故答案為：使量氣管與干燥管兩端液面相平；
（5）鎂鋁合金中鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，離子方程式為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（6）第2次測量數(shù)據(jù)誤差較大，可不用，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣的體積=

(346.3-10.0)+(345.7-10)

2

=336.0mL=0.336L
設(shè)生成0.3323L氫氣，需鋁的質(zhì)量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g                     3×22.4L
x                        0.336L

3×22.4L

0.336L

=

54g

x

，解之得：x=0.27g
鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.27g

1.0g

×100%=27.0%．
故答案為：27%．

點評：通過回答本題知道了分液漏斗的使用，測定氣體體積的方法，了解了點燃可燃性氣體前要檢驗純度，極易溶于水的氣體的防倒吸等事宜基本操作知識，綜合性較強(qiáng)，計算時要注意數(shù)據(jù)的取舍．