Question

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，三種金屬或兩種金屬可以組成準(zhǔn)晶體．現(xiàn)有鐵、銅和鋁組成的準(zhǔn)晶體樣品M．

【實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】探究準(zhǔn)晶體M的成分．
【提出假設(shè)】猜想1：M的成分是鐵和銅；
猜想2：M的成分是鐵和鋁；
猜想3：M的成分是銅和鋁；
猜想4：M的成分是銅、鐵和鋁．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】取兩份質(zhì)量均為m g的M樣品，按實(shí)驗(yàn)1（如圖1所示）和實(shí)驗(yàn)2（如圖2所示）裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)前后條件都是常溫、常壓，待樣品M完全溶解，按圖1、圖2實(shí)驗(yàn)方案都能順利完成實(shí)驗(yàn)并測(cè)得氣體體積分別為V₁ mL和V₂ mL（所測(cè)定的氣體體積已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）．
（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)1中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)2中可能發(fā)生的化學(xué)方程式：

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)1的裝置中，小試管的作用是

 

，實(shí)驗(yàn)2的裝置中a導(dǎo)管的作用是

 

．
（3）對(duì)于實(shí)驗(yàn)1，在讀數(shù)前需要上下移動(dòng)量筒調(diào)平B與C的液面，其理由是

 

．對(duì)于實(shí)驗(yàn)2，讀數(shù)前調(diào)平B、C裝置液面的方法是

 

，其目的是

 

．
（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1前，B瓶中的水沒(méi)有裝滿，使測(cè)得的氣體體積

 

（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．若拆去實(shí)驗(yàn)2中的導(dǎo)管a，將會(huì)使測(cè)得的氣體體積

 

（填“偏大“、“偏小“或“無(wú)影響“）．
（5）若V₁≠0，則推測(cè)上述猜想

 

（填“1”、“2”、“3”或“4”）一定不成立．若猜想3成立，則V₁

 

V₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；鐵只能溶于強(qiáng)酸，不溶于強(qiáng)堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸．
（1）實(shí)驗(yàn)1中氫氧化鈉溶液只與鋁反應(yīng)，而實(shí)驗(yàn)2中稀硫酸既能與鋁反應(yīng)，也能與鐵反應(yīng)；
（2）實(shí)驗(yàn)1的裝置中，小試管的作用是對(duì)長(zhǎng)頸漏斗起到液封作用，防止氫氣逸出；實(shí)驗(yàn)2的裝置中a導(dǎo)管的作用是保持壓強(qiáng)恒定液體順利流下；
（3）氣體體積與壓強(qiáng)、溫度有關(guān)．由于p（內(nèi)）=P（外）+ρg?△h（其中△h等于B、C液面差），△h=0時(shí)（B、C液面相平），收集氣體的壓強(qiáng)等于實(shí)驗(yàn)時(shí)的外界大氣壓；實(shí)驗(yàn)2中，上下移動(dòng)C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓；
（4）如果實(shí)驗(yàn)前B瓶液體沒(méi)有裝滿水，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)槔碚撋螧管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導(dǎo)管a，加入液體時(shí)，排出錐形瓶中部分空氣，導(dǎo)致測(cè)定的氣體體積偏大；
（5）若實(shí)驗(yàn)1測(cè)出有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明一定有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，猜想1不成立．因?yàn)殍F和銅都不能與氫氧化鈉反應(yīng)；若M為銅和鋁，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2使用的樣品M質(zhì)量相等，銅不參與反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積相等．

解答： 解：據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)；鐵只能溶于強(qiáng)酸，不溶于強(qiáng)堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸．
（1）實(shí)驗(yàn)1中氫氧化鈉溶液只與鋁反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；而實(shí)驗(yàn)2中稀硫酸既能與鋁反應(yīng)，也能與鐵反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑；2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）驗(yàn)1的裝置中，小試管的作用是對(duì)長(zhǎng)頸漏斗起到液封作用，防止氫氣逸出，控制加液體量，調(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率；節(jié)省藥品；實(shí)驗(yàn)2的裝置中a導(dǎo)管的作用是保持壓強(qiáng)恒定液體順利流下；
故答案為：起液封作用，避免氫氣從長(zhǎng)頸漏斗中逸出；控制加液體量，調(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率；節(jié)省藥品，平衡分液漏斗與錐形瓶?jī)?nèi)氣壓，使液體順利下流；
（3）氣體體積與壓強(qiáng)、溫度有關(guān)，由于p（內(nèi)）=P（外）+ρg?△h（其中△h等于B、C液面差），△h=0時(shí)（B、C液面相平），收集氣體的壓強(qiáng)等于實(shí)驗(yàn)時(shí)的外界大氣壓；實(shí)驗(yàn)2中，上下移動(dòng)C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓；
故答案為：調(diào)平B、C管液面致△h=0，使B管內(nèi)氣壓等于外界大氣壓；上下緩慢移動(dòng)量氣管C；使B管內(nèi)氣壓等于外界大氣壓；
（4）如果實(shí)驗(yàn)前B瓶液體沒(méi)有裝滿水，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)槔碚撋螧管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導(dǎo)管a，加入液體時(shí)，排出錐形瓶中部分空氣，導(dǎo)致測(cè)定的氣體體積偏大；
故答案為：無(wú)影響；偏大；
（5）若實(shí)驗(yàn)1測(cè)出有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明一定有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，猜想1不成立．因?yàn)殍F和銅都不能與氫氧化鈉反應(yīng)．若M為銅和鋁，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2使用的樣品M質(zhì)量相等，銅不參與反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體體積相等，
故答案：1；=．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，實(shí)驗(yàn)裝置的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．