19.某課外興趣小組為探究某種鋁合金(合金元素為 Mg、Al)是否符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(國 家規(guī)定其中鋁含量不能低于 78%),設(shè)計如圖所示裝置進(jìn)行實驗.
(1)如何檢驗該裝置的氣密性?安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水,向下移動水準(zhǔn)管,靜置片刻,若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差,說明裝置密封
(2)合金樣品固體 M 與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是2OH-+2Al+2H2O═2AlO2-+3H2↑.
(3)傾斜左邊裝置使氫氧化鈉溶液(足量)與質(zhì)量為 a 的合金粉末(固體 M)充分反應(yīng),待反應(yīng)停止后,進(jìn)入量氣管氣體的體積為 V mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況).若量氣管最大量 為 50mL,則固體 M 中鋁的質(zhì)量[m(Al)]范圍為0<mAl<0.04g.
(4)為了準(zhǔn)確地測量氫氣的體積,在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中,應(yīng)注意:①讀數(shù)時 視線與凹液面最低處相平,②調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平
(5)若 a=38mg,V=44.8mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),通過計算可知,該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94.7%(精確到小數(shù)點后 1 位).
(6)若將裝置中的氫氧化鈉溶液替換為足量的鹽酸,則反應(yīng)停止后量氣管內(nèi)氣體體積>(填“>”“<”或“=”)V.

分析 (1)檢驗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,一定時間,液面高度差保持不變,說明氣密性良好;
(2)鋁與氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氫氣;
(3)量氣管最大量程為50mL,則產(chǎn)生氫氣的增大體積為50mL,計算氫氣的最大物質(zhì)的量,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n(Al)=2n(H2),據(jù)此計算鋁的最大質(zhì)量;
(4)讀數(shù)前,應(yīng)保持量氣管和水準(zhǔn)管液面相平,保證壓強(qiáng)相等;
(5)根據(jù)氫氣的體積V=44.8mL計算氫氣的物質(zhì)的量,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n(Al)=2n(H2),據(jù)此計算鋁的質(zhì)量,再計算Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(6)Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,改用鹽酸生成氣體體積增大,據(jù)此判斷.

解答 解:(1)檢驗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,檢驗該裝置氣密性的方法為:安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加人水,向下移動水準(zhǔn)管,靜置片刻,若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差,說明裝置密封,
故答案為:安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水,向下移動水準(zhǔn)管,靜置片刻,若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差,說明裝置密封;
(2)鋁與氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氫氣,反應(yīng)離子方程式為2OH-+2Al+2H2O═2AlO2-+3H2↑,
故答案為:2OH-+2Al+2H2O═2AlO2-+3H2↑;
(3)量氣管最大量程為50mL,則產(chǎn)生氫氣的體積為50mL,所以氫氣的最大物質(zhì)的量為$\frac{0.05L}{22.4L/mol}$=$\frac{0.05}{22.4}$mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n(Al)=2n(H2)=$\frac{0.05}{22.4}$mol×2,故鋁的最大質(zhì)量為$\frac{1}{3}$×$\frac{0.05}{22.4}$mol×2×27g/mol=0.04g,所以金屬鋁的質(zhì)量范圍為0<mAl<0.04g,
故答案為:0<mAl<0.04g;
(4)為了準(zhǔn)確地測量氫氣的體積,在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中,應(yīng)注意:①讀數(shù)時 視線與凹液面最低處相平,②調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平,
故答案為:調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平;
(5)44.8mL氫氣的物質(zhì)的量為$\frac{0.0448L}{22.4L/mol}$=0.002mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n(Al)=2n(H2)=0.002mol×2=0.004mol,所以合金中鋁的質(zhì)量$\frac{1}{3}$×0.004mol×27g/mol=0.036g,合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.036g}{0.038g}$×100%=94.7%,
故答案為:94.7%;
(5)Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,改用鹽酸生成氫氣的體積增大,
故答案為:>.

點評 本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗裝置的理解、元素化合物性質(zhì)、物質(zhì)組成測定、化學(xué)計算等,難度中等,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力.

練習(xí)冊系列答案
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5.下列屬于共價化合物的是( 。
A.NaOHB.MgCl2C.N2D.H2O

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10.某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到沉淀.
甲同學(xué)認(rèn)為兩者反應(yīng)只有CuCO3一種沉淀生成;
乙同學(xué)認(rèn)為這兩者相互促進(jìn)水解反應(yīng),生成Cu(OH)2一種沉淀;
丙同學(xué)認(rèn)為生成CuCO3和Cu(OH)2兩種沉淀.

(1)如圖1各裝置連接順序為A→C→B.
(2)若甲同學(xué)的結(jié)論正確,實驗現(xiàn)象為C中無水硫酸銅不變色,裝置B中澄清石灰水變渾濁.
II.若CuCO3和Cu(OH)2兩者都有,可通過下列如圖2所示裝置的連接,進(jìn)行定量分析來測定其組成.
(1)儀器組裝好后首先要進(jìn)行的實驗操作是檢查裝置的氣密性,實驗結(jié)束時要繼續(xù)通入處理過的過量空氣,其作用是用空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出.
(2)若沉淀樣品的質(zhì)量為mg,當(dāng)反應(yīng)完全后,裝置C質(zhì)量增加了ng,則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1-$\frac{49n}{9m}$)×100%.
III.沉淀轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中也有重要應(yīng)用.例如,用Na2CO3溶液可以將鍋爐水垢中的CaSO4轉(zhuǎn)化為較疏松瓶易清除的CaCO3,該沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡時,其平衡常數(shù)K=3.25×103(寫數(shù)值).[已知Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
IV.藍(lán)銅礦的主要成分為2CuCO3•Cu(OH)2,當(dāng)它與焦炭一起加熱時,可以生成銅、二氧化碳和水,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2[2CuCO3•Cu(OH)2]+3C=7CO2+6Cu+2H2O.

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7.某有機(jī)物的化學(xué)式為C5H10O,它能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和加成反應(yīng).它與氫氣在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)后,所得產(chǎn)物是( 。
A.B.C.D.

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14.如圖所示,△H1=-393.5kJ•mol-1,△H2=-395.4kJ•mol-1,下列說法或表示式正確的是( 。
A.石墨和金剛石互為同位素
B.金剛石的總能量比石墨的總能量高1.9 kJ
C.C(石墨)═C(金剛石)△H=+1.9 kJ•mol-1
D.C(s,石墨)═C(s,金剛石)△H=+1.9 kJ•mol-1

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4.下列物質(zhì)中:①N2   ②MgCl2   ③NH4Cl     ④CH4      ⑤CO2⑥Ne   ⑦H2S     ⑧KOH      ⑨Na2O2     ⑩K2O
( 1 )只存在離子鍵的是②⑩.(填序號,以下同.)
( 2 )只存在共價鍵的是①④⑤⑦.
( 3 )沒有化學(xué)鍵的是⑥.
( 4 )屬于離子化合物的是②③⑧⑨⑩.
( 5 )屬于共價化合物的是①④⑤⑦.

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11.下列變化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( 。
A.MgCl2→Mg(OH)2B.Fe3+→Fe2+C.HNO3→NOD.Cl-→Cl2

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9.濃硫酸能與碳反應(yīng),是因為濃硫酸具有( 。
A.強(qiáng)酸性B.脫水性C.強(qiáng)氧化性D.吸水性

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