9..某研究性學(xué)習(xí)小組為測定某含鎂3%一5%的鋁鎂合金(不含其它元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究,請(qǐng)根據(jù)他們的設(shè)計(jì)回答有關(guān)問題.
【探究一】實(shí)驗(yàn)方案:鋁鎂合金$\stackrel{NaOH溶液}{→}$測定剩余固體質(zhì)量
問題討論:(1)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
(2)若實(shí)驗(yàn)中稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品,投入VmL2.0mol/L NaOH溶液中,充分反應(yīng).則NaOH溶液的體積V≥97mL.
(3)實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)鋁鎂合金充分反應(yīng)后,在稱量剩余固體質(zhì)量前,還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作按順序依次為過濾、洗滌、干燥固體.
【探究二】實(shí)驗(yàn)方案:稱量xg鋁鎂合金粉末,放在如圖1所示裝置的惰性電熱板上,通電使其充分灼燒.
問題討論:(4)欲計(jì)算Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù),該實(shí)驗(yàn)中還需測定的數(shù)據(jù)是灼燒后固體的質(zhì)量.

(5)假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測出該數(shù)據(jù)為yg,則原鋁鎂合金粉末中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{17x-9y}{2x}$(用含x、y代數(shù)式表示).
[探究三]實(shí)驗(yàn)方案:鋁鎂合金$\stackrel{稀硫酸}{→}$測定生成氣體的體積.
問題討論:
(6)同學(xué)們擬選用下邊的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為最簡易的裝置如圖2其連接順序是:a接e、d接g.(填接口字母,儀器不一定全選.)
(7)同學(xué)們仔細(xì)分析(6)中連接的實(shí)驗(yàn)裝置后,又設(shè)計(jì)了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置.圖2裝置中導(dǎo)管a的作用是保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等,打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下,滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差.
②實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別如圖4,則產(chǎn)生氫氣的體積為16.00mL.
③與上左圖裝置相比,用(6)中連接的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),容易引起誤差的原因是由于稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出,使所測氫氣體積偏大;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣體積偏。ㄈ螌懸稽c(diǎn)).

分析 (1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣;
(2)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小時(shí),金屬鋁的質(zhì)量最大,需要的氫氧化鈉溶液最多,實(shí)際需要?dú)溲趸c溶液的體積應(yīng)大于或等于最大值,據(jù)此計(jì)算;
(3)根據(jù)反應(yīng)后為不溶物和溶液兩部分,要得到干燥固體需要的實(shí)驗(yàn)操作解答;
(4)根據(jù)Mg、Al都能夠與氧氣化學(xué)反應(yīng)生成氧化物分析還需要知道的數(shù)據(jù);
(5)設(shè)出金屬鎂和鋁的物質(zhì)的量,根據(jù)合金的質(zhì)量和灼燒后的質(zhì)量列式計(jì)算出鎂的物質(zhì)的量,再計(jì)算出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(6)根據(jù)裝置的組裝順序:合金與酸反應(yīng),用排水量氣法測定氫氣的體積,其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長出進(jìn)行排序;
(7)①保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等,打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下,滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差;
②滴定管的數(shù)值零刻度在上方,兩次的體積之差為測定的氫氣的體積(注意應(yīng)保持干燥管與滴定管內(nèi)液面等高),收集氫氣后滴定管內(nèi)液面上升,讀數(shù)減;
③根據(jù)稀硫酸定容錐形瓶能夠?qū)⒖諝馀懦龇治觯?/p>

解答 解:(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣,反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,
故答案為:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(2)含鎂為3%時(shí),金屬鋁的含量最高,5.4g合金中鋁的質(zhì)量為,5.4g×(1-3%)=5.4×97%g,則:
    2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2
    54g    2mol
5.4g×97%  V×10-3L×2.0mol/L
所以54g:(5.4g×97%)=2mol:(V×10-3L×2.0mol/L),解得:V=97,故V(NaOH溶液)≥97mL,
故答案為:97;
(3)反應(yīng)后金屬鋁完全消耗,沒有反應(yīng)的為金屬鎂,稱量金屬鎂之前需要經(jīng)過過濾、洗滌、干燥操作,然后再稱量固體質(zhì)量,從而計(jì)算出合金中鎂的含量,
故答案為:過濾、洗滌、干燥固體;
(4)Mg、Al均與氧氣反應(yīng),生成金屬氧化物,則還需測定生成物的質(zhì)量,
故答案為:灼燒后固體的質(zhì)量;
(5)設(shè)xg鋁鎂合金粉末中含有n mol鎂、zmol鋁,則24n+27z=x①,
再根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式:Mg~MgO、Al~Al2O3,最后得到了yg氧化物,據(jù)此列式為:40n+51z=y②,
根據(jù)①②解得:z=$\frac{3y-5x}{18}$mol,鋁的質(zhì)量為:27g/mol×$\frac{3y-5x}{18}$mol=$\frac{9y-15x}{2}$g,合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{x-\frac{9y-15x}{2}}{x}$=$\frac{17x-9y}{2x}$,
故答案為:$\frac{17x-9y}{2x}$;
(6)裝置的組裝順序:合金與酸反應(yīng),用排水量氣法測定氫氣的體積,其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長出,利用增大壓強(qiáng)原理將水排出,量筒中水的體積就是生成氫氣的體積,量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部,故連接順序?yàn)椋海╝)接(e)(d)接(g),
故答案為:e、d接g;
(7)①裝置中導(dǎo)管a的作用是:保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等,打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下,滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差,
故答案為:保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等,打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下,滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差;
②滴定管的數(shù)值零刻度在上方,兩次的體積之差為測定的氫氣的體積,收集氫氣后滴定管內(nèi)液面讀數(shù)減小,反應(yīng)前滴定管讀數(shù)為18.50mL,反應(yīng)后滴定管讀數(shù)為2.50mL,所以測定氫氣的體積為:18.50mL-2.50mL=16.00mL,
故答案為:16.00mL;
③由于稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出,使所測氫氣體積偏大;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣體積偏小,
故答案為:由于稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會(huì)將瓶內(nèi)空氣排出,使所測氫氣體積偏大;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣體積偏小.

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量的測定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等,難度中等,理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵,是對(duì)知識(shí)的綜合考查,要求學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)及綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力.

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19.“納米材料”是粒子直徑為1~100nm的材料,納米碳就是其中一種,若將納米碳均勻地分散到蒸餾水中,所形成的物質(zhì)( 。
 ①是膠體
②是溶液
③能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)
 ④能透過濾紙
⑤不能透過濾紙
⑥靜置后會(huì)析出黑色沉淀.
A.①②⑤B.①③④C.②③⑤D.①③④⑥

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20.如圖是Zn和Cu形成的原電池,某實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)后,記錄如圖所示,描述合理的是 ( 。
①Cu為陽極,Zn為陰極
②Cu極上有氣泡產(chǎn)生
③SO42-向Cu極移動(dòng)
④若有0.5mol電子流經(jīng)導(dǎo)線,可產(chǎn)生0.25mol氣體
⑤電子的流向是Cu→導(dǎo)線→Zn
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A.①②③B.②④C.④⑤⑥D.③④⑤

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17.下列反應(yīng)能瞬間完成的是( 。
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4.現(xiàn)有下列兩個(gè)圖象:

下列反應(yīng)中符合上述圖象的是(  )
A.2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)△H>0B.N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0
C.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H<0D.H2(g)+CO(g)?C(s)+H2O(g)△H>0

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14.現(xiàn)有100mLNaCl和Na2SO4的混合溶液.經(jīng)測定含有0.1mol SO42-,Na+的物質(zhì)的量濃度為5mol/L.則Cl-的物質(zhì)的量濃度為( 。
A.2mol/LB.3mol/LC.4mol/LD.5mol/L

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1.關(guān)于如圖所示裝置的敘述,不正確的是(  )
A.鹽橋是浸泡過KCl溶液的瓊脂形成的,其中Cl-移向左池
B.銅片質(zhì)量逐漸減少
C.電流從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片
D.銅離子在銅片表面被還原

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18.NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( 。
A.常溫常壓下,11.2 L氯氣所含原子數(shù)目為NA
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D.同溫、同壓下NA個(gè)CO2分子和NA個(gè)O2分子的體積相同

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A.該固體粉末中一定不含有BaCl2
B.該固體粉末中一定含有KNO3
C.它的組成可能是CaCO3、BaCl2、CuSO4
D.它的組成一定是CaCO3、Na2SO4、KNO3

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