Question

3．某同學設計如圖所示裝置分別進行探究實驗（夾持裝置已略去）

實驗	藥品	制取氣體	量氣管中的液體
①	Cu、稀HNO3		H2O
②	NaOH固體、濃氨水	NH3
③	Na2CO3固體、稀H2SO4	CO2
④	鎂鋁合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

請回答下列問題：
（1）Cu與稀HNO₃反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）該同學認為實驗①可通過收集測量NO氣體的體積，來探究Cu樣品的純度．你認為是否可行？不可行（可行、不可行），請簡述原因因為NO會與裝置中空氣反應后溶于水，使測得的NO氣體體積不準．
（3）實驗②、③中，量氣管中的液體最好分別是A、C．（只選一種）
A．CCl₄ B．H₂OC．飽和NaHCO₃溶  D．液飽和Na₂CO₃溶液
（4）本實驗應對量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時應注意：
①恢復至室溫，②使量氣管兩端液面相，③視線與凹液面最低處相平．
（5）實驗④用于測定合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)，獲得以下數(shù)據(jù)（氣體體積均已換算成標準狀況）

編號	鎂鋁合金質(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	347.5mL
2	1.0g	10.0mL	335.0mL
3	1.0g	10.0mL	344.5mL

根據(jù)上述合理數(shù)據(jù)計算鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)27%．

Answer 1

分析 （1）Cu與稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水；
（2）一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮氣體，NO₂與水反應；
（3）量氣管中液體的選擇標準是：和該氣體不反應，且最好抑制氣體的溶解；
（4）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；
（5）實驗④中發(fā)生鋁和氫氧化鈉反應，根據(jù)量氣管的第二次讀數(shù)-第一次讀數(shù)=生成氫氣的體積，求出生成氫氣的平均值，再求出合金中鋁的質(zhì)量，最后計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）Cu與稀HNO₃反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮可與水反應生成一氧化氮和硝酸；裝置中有空氣，一氧化氮會與裝置中的空氣反應，生成的二氧化氮溶于水并與水反應，使測得的一氧化氮體積不準，所以不可以通過實驗收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度；
故答案為：不可行；因為NO會與裝置中空氣反應后溶于水，使測得的NO氣體體積不準；
（3）實驗②中氨氣極易溶于水，所以量氣管中液體不能選用水及水溶液，只能選和氨氣不反應的四氯化碳；實驗③中的氣體是二氧化碳，二氧化碳能溶于水，四氯化碳有毒，碳酸鈉和二氧化碳能反應，二氧化碳和飽和的碳酸氫鈉不反應，所以選取飽和碳酸氫鈉溶液，
故答案為：A；C；
（4）根據(jù)PV=nRT，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； 
故答案為：使量氣管兩端液面相平；
（5）鋁和氫氧化鈉反應生成氫氣的體積為$\frac{347.5mL+335.0mL+344.5mL-10.00m×3}{3}$=332.3mL=0.3323L，
設需鋁的質(zhì)量為x，
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g                   67.2L
x                     0.3323L
x=0.27g
所以鋁的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.27g}{1.0g}$=27%
故答案為：27%．

點評 本題考查較綜合，涉及氣體的制備實驗，物質(zhì)含量的測定實驗等，為高頻考點，把握反應原理、實驗技能為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大，（4）中量氣管的使用為解答的易錯點．