Question

【題目】科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，三種金屬或兩種金屬可以組成準(zhǔn)晶體。某準(zhǔn)晶體樣品M可能由鐵、銅和鋁中的三種或兩種組成。（已知：2Al +2NaOH +2H2O=2NaAlO2+3H2↑，鐵和銅與NaOH溶液不反應(yīng)）

【實(shí)驗?zāi)康摹刻骄繙?zhǔn)晶體M的成分。

【提出假設(shè)】猜想1：M的成分是鐵和銅；猜想2：M的成分是鐵和鋁；猜想3：M的成分是銅和鋁；猜想4：M的成分是鐵、銅和鋁

【設(shè)計實(shí)驗】取兩份質(zhì)量均為m g的M樣品，按圖1和圖2裝置分別進(jìn)行實(shí)驗：實(shí)驗前后條件都是常溫、常壓，待樣品M充分反應(yīng)后，按圖1、圖2實(shí)驗方案完成實(shí)驗并測得氣體體積分別為V1 L和V2 L（所測定的氣體體積已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（1）若該實(shí)驗需要5.0mol/LNaOH溶液 80mL，配制時應(yīng)稱量_____________g NaOH（用托盤天平），配制溶液時所需的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、量筒和膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器有_____________ ，若稱量的NaOH固體中混有Na2O雜質(zhì)會導(dǎo)致所配溶液濃度 __________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

（2）進(jìn)行實(shí)驗1前，B瓶中的水沒有裝滿，使測得的氣體體積 ____________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”），實(shí)驗2中的導(dǎo)管a的作用為_______________________并能防止因加入液體而排出錐形瓶內(nèi)部分空氣，導(dǎo)致測定的氣體體積偏大。

（3）若V1≠0，則推測上述猜想 ________（填“1”、“2”、“3”或“4”）一定不成立，若猜想3成立，則V1 ________V2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（4）若V1＜V2≠0 ，則M樣品中鐵的質(zhì)量為____________g（用含V1和V2式子表示）

Answer 1

【答案】 20.0 100 mL容量瓶 偏大 無影響 平衡壓強(qiáng)，使硫酸順利流下 1 = 2.5（V2—V1）

【解析】根據(jù)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(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；鐵只能溶于強(qiáng)酸，不溶于強(qiáng)堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸。

(1)若該實(shí)驗需要5.0mol/LNaOH溶液 80mL，需要選用100mL的容量瓶進(jìn)行配制，配制時應(yīng)稱量NaOH的質(zhì)量為5.0mol/L×0.1L×40g/mol=20.0g；配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟有：計算、稱量、溶解、冷卻轉(zhuǎn)移、洗滌轉(zhuǎn)移、定容、搖勻，配制溶液時所需的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、量筒和膠頭滴管外，還需要100mL的容量瓶；若稱量的NaOH固體中混有Na2O雜質(zhì)會導(dǎo)致溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏高，所配溶液濃度偏大，故答案為：20.0；100 mL容量瓶；偏大；

(2)如果實(shí)驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實(shí)驗結(jié)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；實(shí)驗2中的導(dǎo)管a的作用平衡壓強(qiáng)，使硫酸順利流下，故答案為：無影響；平衡壓強(qiáng)，使硫酸順利流下；

(3)若V1≠0，說明實(shí)驗1測出有氣體產(chǎn)生，說明一定有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，猜想1不成立，因為鐵和銅都不能與氫氧化鈉反應(yīng)；若猜想3成立，即M為銅和鋁，實(shí)驗1和實(shí)驗2使用的樣品M質(zhì)量相等，銅不參與反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積相等，故答案：1；=；

(4)若V1＜V2≠0 ，說明樣品中含有鋁和鐵，可能含有銅，等量的鋁無論與酸反應(yīng)還是與強(qiáng)堿反應(yīng)生成的氫氣相等，M樣品中鐵反應(yīng)放出的氫氣為(V2-V1)L，鐵的質(zhì)量為×56g/mol=2.5(V2—V1)g，故答案為：2.5(V2—V1)。