Question

某同學設(shè)計如圖所示裝置（夾持裝置已略去，量氣管可上下移動）可分別進行下列實驗探究

實驗	藥品	制取氣體	量氣管中液體
Ⅰ	銅片、濃HNO3（過量）	NO2	CCl4
Ⅱ		NH3	煤油
Ⅲ	MnO2，HCl（濃）	Cl2
Ⅳ	硅鐵合金、NaOH溶液	H2	H2O

請回答下列問題：
（1）實驗前，某同學檢查裝置氣密性的操作方法是：將活塞K關(guān)閉，再將量氣管向上提高，其判斷裝置漏氣或不漏氣的現(xiàn)象分別是

 

（2）另一同學欲通過實驗1收集并測量NO₂氣體的體積來探究銅片的純度，所測得的結(jié)果比真實值偏�。ú豢紤]操作誤差），你認為可能的原因是

 

．
（3）若進行實驗Ⅱ制NH₃，則燒瓶和分液漏斗中應分別盛裝適量的

 

．
（4）若進行實驗Ⅲ，該裝置缺少的必須儀器是

 

；該反應的離子方程式是

 

量氣管中最好裝的液體是

 

（選填字母代號）．
a．NaOH溶液　b水　C．飽和NaCl溶液　d．苯乙烯
（5）實驗Ⅳ時，應對量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時應注意：
①將實驗裝置恢復到室溫，
②

 

，
③讀數(shù)時，視線與凹液面最低處水平相切．
經(jīng)多次重復實驗，獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標準狀況，忽略滴入液體體積對氣體體積的影響）

編號	某硅鐵合金質(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	336.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出硅鐵合金中硅的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）設(shè)法使裝置內(nèi)外形成氣壓差，看氣壓差變不變化是氣密性檢查的常用方法；
（2）根據(jù)二氧化氮氣體的性質(zhì)判斷，二氧化氮氣能轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，據(jù)此分析；
（3）實驗室制NH₃；
（4）實驗室用MnO₂和濃HCl制取氯氣原理；
（5）對量氣管讀數(shù)時，首先等實驗裝置恢復到室溫再進行下一步操作，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．

解答： 解：（1）用液差法檢查是否漏氣，將活塞K關(guān)閉，再將量氣管向上提高使形成液面差，量氣管液面高于長頸漏斗內(nèi)液面，且始終保持不變，則裝置不漏氣，反之，則裝置漏氣；
故答案為：量氣管液面高于長頸漏斗內(nèi)液面，且始終保持不變，則裝置不漏氣；若量氣管中液面下降至與長頸漏斗內(nèi)液面相平，則裝置漏氣；
（2）二氧化氮氣體的性質(zhì)：可以與水反應生成硝酸和一氧化氮，也可以轉(zhuǎn)化為N₂O₄，存在2NO₂?N₂O₄的化學平衡，都使得氣體體積偏��；
故答案為：實驗中存在2NO₂?N₂O₄的化學平衡，使得氣體體積偏小，（或部分NO₂溶于濃HNO₃，）；
（3）氨水中存在平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；氧化鈣和水反應放熱，使氨水更容易揮發(fā)成氨氣，消耗了水，而且還增加了氫氧根離子，使弱電解質(zhì)一水合氨的電離平衡逆向移動，從而加大水中NH₃的濃度，有利于氨水揮發(fā)成氨氣；
故答案為：氧化鈣（或氫氧化鈉或堿石灰等）和濃氨水；
（4）實驗Ⅲ為：MnO₂和濃HCl制取氯氣，MnO₂和濃HCl在加熱條件下反應生成氯氣，反應方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故該裝置缺少的必須儀器是酒精燈，氯氣能和堿、烯烴反應，也能溶于水，所以量氣管中液體不能選用NaOH溶液、苯乙烯和水，氯氣在飽和NaCl溶液溶解度很小，故選用選飽和NaCl溶液溶；
故答案為：酒精燈；MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；c；
（5）為保證測出來的氣體體積是當時大氣壓下的體積，在讀數(shù)時應注意：①將實驗裝置恢復到室溫，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是一樣的，這樣測出來的氣體體積才是當時大氣壓下的體積，③視線與凹液面最低處相平，俯視或仰視會造成誤差； 
硅鐵合金中只有硅和氫氧化鈉反應生成氫氣，表中量氣管第二次讀數(shù)與第一次讀書之差為產(chǎn)生氫氣的體積，分析三組數(shù)值知，第②組實驗誤差較大，應該舍棄，故硅和氫氧化鈉反應生成氫氣的體積=

346.3mL-10.0mL+345.7mL-10.0mL

2

=336.0（mL）
=0.336L；設(shè)生成0.336L氫氣，需硅的質(zhì)量為x
Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，
28g                2×22.4L
x                  0.336L            

28g

x

=

2×22.4L

0.336L

，解得x=0.21g
硅的質(zhì)量分數(shù)=

0.21g

1.0g

×100%=21.0%
故答案為：使量氣管兩端液面相平；21.0%．

點評：本題考查了測定氣體體積的方法，難度不大，易錯題是量氣管中液體的選擇，選擇標準是和該氣體不反應．綜合性較強，計算時要注意數(shù)據(jù)的取舍．