Question

（14分）鋁鎂合金已成為飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測定某含鎂3％-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)下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。

【方案一】

〖實(shí)驗(yàn)方案〗將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。

〖實(shí)驗(yàn)步驟〗

（1）稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。為使其反應(yīng)完全，則NaOH溶液的體積V ≥ 。

（2）過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將

(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

【方案二】

〖實(shí)驗(yàn)方案〗將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體在通常狀況（約20℃，1.01105Pa）的體積。

〖問題討論〗（1）同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：

①你認(rèn)為最簡易的裝置其連接順序是：A接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（填接口字母，可不填滿。）

②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸也不能順利滴入錐形瓶。請你幫助分析原因 。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在讀取測量實(shí)驗(yàn)中生成氫氣的體積時(shí)，你認(rèn)為合理的是 。

A．待實(shí)驗(yàn)裝置冷卻后再讀數(shù)

B．上下移動量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平

C．上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平

D．視線與液體的凹面相平讀取量筒中水的體積

（2）仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(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。于是他們設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

①裝置中導(dǎo)管a的作用是

。

②實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL。

 

Answer 1

【方案一】（1）97mL（2）偏高

【方案二】（1）①EDG ②鋅與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中的氣體壓強(qiáng)變大 ③ACD

（2）①平衡氣壓，使稀硫酸能順利滴下；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。②V1-V2

【解析】

試題分析：【方案一】（1）5.4g的鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小時(shí)為3%，此時(shí)Al的質(zhì)量最大是5.4-5.4×3%=5.238g，需要?dú)溲趸�鈉的物質(zhì)的量是5.238g/27g/mol=0.194mol，則至少需要2.0 mol/L NaOH溶液的體積是0.097L即97mL，則V≥97mL；

（2）鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以得到的固體是鎂，若未洗滌，鎂上會附著有偏鋁酸鈉，則會使鎂的質(zhì)量偏大，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高；

【方案二】（1）①該方案用排水量氣法收集生成的氫氣，所以最簡易的裝置是將生成的氫氣通入盛滿水的廣口瓶中，用排出水的體積計(jì)算產(chǎn)生氫氣的體積，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ˋ）接（E）（D）接（G）；

②因?yàn)樵撨^程中有氫氣產(chǎn)生，且同時(shí)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使錐形瓶中的氣體壓強(qiáng)變大，稀硫酸不能滴下；

③該反應(yīng)放熱，所以需要冷卻到室溫再讀數(shù)，同時(shí)上下移動量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平，保持廣口瓶內(nèi)的壓強(qiáng)與外界大氣壓相等，視線與液體的凹面相平讀取量筒中水的體積，這樣測得的體積才是該條件下的氫氣的體積，答案選ACD；

（2）①導(dǎo)管a相當(dāng)于一個(gè)連通器，作用是平衡氣壓，使稀硫酸能順利滴下；同時(shí)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滴定管的刻度從上到下逐漸增大，且隨著氫氣的排出，滴定管內(nèi)的液面逐漸升高，所以V2<V1，因此才是的氫氣的體積是V1-V2。

考點(diǎn)：考查混合物的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評價(jià)