Question

11．某同學通過以下裝置測定M 樣品（只含F(xiàn)e、Al、Cu）中各成分的質量分數(shù)．取兩份質量均為m g 的M 樣品，按實驗1（如圖1）和實驗2（如圖2）進行實驗，該同學順利完成了實驗并測得氣體體積分別為V₁mL 和V₂mL（已折算到標準狀況下）．

（1）實驗1 裝置中小試管的作用是液封，避免氫氣從長頸漏斗中逸出，控制加氫氧化鈉溶液的體積來控制反應的快慢，節(jié)省藥品
（2）對于實驗2，平視讀數(shù)前應依次進行的兩種操作是：冷卻到室溫；調整BC液面相平
（3）實驗1 進行實驗前，B 瓶中水沒有裝滿，使測得氣體體積無影響  （填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同）；若拆去實驗2 中導管a，使測得氣體體積偏大
（4）該實驗需要0.50mol•L^-1 的NaOH 溶液470mL，請回答下列問題
①配制時應稱量 g NaOH，配制過程所需儀器小燒杯（或稱量瓶）、藥匙  （填儀器名稱）．
②配制NaOH 溶液時，NaOH 固體中含有Na₂O 雜質會導致所配溶液濃度偏大．（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（5）該實驗中所用稀硫酸是用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/cm³）配制的，若將該濃硫酸與等質量的水混合，則所得溶液中溶質物質的量濃度＜  9.2mol/L（填＞、＜、=）

Answer 1

分析 據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強酸反應，又能與強堿反應；鐵只能溶于強酸，不溶于強堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸．
（1）實驗1的裝置中，小試管的作用是對長頸漏斗起到液封作用，防止氫氣逸出，控制加液體量，調節(jié)化學反應速率，節(jié)省藥品；
（2）對于實驗2，平視讀數(shù)前應等到冷卻到室溫，并上下移動C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強等于外界大氣壓，這樣讀得的讀數(shù)才準確；
（3）如果實驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實驗結果，因為理論上B管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導致測定的氣體體積偏大；
（4）要配制0.50mol•L^-1的NaOH溶液470mL，所用容量瓶應為500mL，所以計算氫氧化鈉的質量時要按500mL溶液計算，稱量時氫氧化鈉要放在小燒杯（或稱量瓶）中進行，用藥匙取藥品，NaOH固體中含有Na₂O雜質，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，據(jù)此答題；
（5）根據(jù)$\frac{1000ρw}{M}$計算該濃硫酸的物質的量濃度．該硫酸與水的密度不同，混合所得溶液的總體積不等于硫酸體積的二倍

解答 解：據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬中的兩種或三種，其中鋁既能與強酸反應，又能與強堿反應；鐵只能溶于強酸，不溶于強堿；銅既不溶于氫氧化鈉，也不溶于稀硫酸．
（1）驗1的裝置中，小試管的作用是對長頸漏斗起到液封作用，防止氫氣逸出，控制加液體量，調節(jié)化學反應速率，節(jié)省藥品；
故答案為：液封，避免氫氣從長頸漏斗中逸出，控制加氫氧化鈉溶液的體積來控制反應的快慢，節(jié)省藥品；
（2）對于實驗2，平視讀數(shù)前應等到冷卻到室溫，并上下移動C量氣管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的氣體壓強等于外界大氣壓，這樣讀得的讀數(shù)才準確，
故答案為：冷卻到室溫；調整BC液面相平；
（3）如果實驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實驗結果，因為理論上B管收集的氣體體積等于排入C管里液體的體積；若拆去導管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導致測定的氣體體積偏大；
故答案為：無影響；偏大；
（4）①要配制0.50mol•L^-1的NaOH溶液470mL，所用容量瓶應為500mL，所以配制時應稱量0.50mol•L^-1×0.5L×40g/mol=10.0g NaOH，稱量時氫氧化鈉要放在小燒杯（或稱量瓶）中進行，用藥匙取藥品，
故答案為：10.0；小燒杯（或稱量瓶）、藥匙；
②NaOH固體中含有Na₂O雜質，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，所以會導致所配溶液濃度偏大，
故答案為：偏大；
（5）根據(jù)c=$\frac{1000ρw}{M}$可得濃硫酸的物質的量濃度為$\frac{1000×1.84g/c{m}^{3}×98%}{98g/mol}$=18.4mol/L，
硫酸與水的密度不同，設硫酸和水的體積都為1L，混合后的密度為ρ，則有混合后的硫酸的物質的量濃度為c=$\frac{\frac{18.4mol/L×1L×1000}{1.84g/mol×1000ml+1000g}}{ρ}$=0.648ρ，因ρ＞$\frac{1.84+1}{2}$g/ml，所以c＜0.92mol/L＜9.2mol/L，
故答案為：＜．

點評 本題考查了物質性質的分析判斷，實驗裝置的理解應用，物質的量濃度溶液的配制和計算等，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．