Question

7．某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)探究，請(qǐng)回答下列問題：
（1）為準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，除視線應(yīng)與量氣管凹液面最低處向平，還應(yīng)注意使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊若考慮分液漏斗滴入燒瓶中液體的體積（假設(shè)其它操作都正確），則測(cè)得氣體的體積將無影響（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（2）若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗(yàn)證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕．
 ①通過分液漏斗向燒瓶中加入的試劑可選用下列ac（填序號(hào)）
a．NaOH溶液     b．C₂H₅OH      c．NaCl溶液   d．稀硫酸
②能證明生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的現(xiàn)象是量氣管液面會(huì)下降．
（3）若燒瓶中放入粗銅片（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），分液漏斗內(nèi)放稀硝酸，通過收集并測(cè)量NO氣體的體積來探究粗銅樣品的純度．你認(rèn)為此方法是否可行不可行，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會(huì)與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會(huì)影響NO的體積的測(cè)定（填“可行”或“不可行”，若填“不可行”請(qǐng)說明原因）．
（4）為探究MnO₂在H₂O₂制取O₂過程中的作用，將等量的H₂O₂加入燒瓶中，分別進(jìn)行2次實(shí)驗(yàn)（氣體體積在同一狀況下測(cè)定）：

序號(hào)	燒瓶中的物質(zhì)	測(cè)得氣體體積
實(shí)驗(yàn)1	20mL H2O2，足量MnO2	V1
實(shí)驗(yàn)2	20mL H2O2，足量MnO2和稀硫酸	V1＜V2＜2V1

若實(shí)驗(yàn)1中MnO₂的作用是催化劑，則實(shí)驗(yàn)2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄．
（5）若燒瓶中放入鎂鋁合金，分液漏斗內(nèi)放NaOH溶液，分別進(jìn)行四次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得以下數(shù)據(jù)（氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）：

編號(hào)	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)
Ⅰ	1.0g	10.00mL	346.30mL
Ⅱ	1.0g	10.00mL	335.50mL
Ⅲ	1.0 g	10.00mL	346.00mL
Ⅳ	1.0g	10.00mL	345.70mL

則鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73%．

Answer 1

分析 （1）要準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，應(yīng)保持燒瓶?jī)?nèi)外氣體的壓強(qiáng)、溫度都相同；當(dāng)分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶時(shí)，燒瓶中氣體也有一部分進(jìn)入分液漏斗；
（2）若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗(yàn)證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，選用的電解質(zhì)溶液應(yīng)為中性或堿性，如果用酸性電解質(zhì)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，當(dāng)鐵粉發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)的氧氣會(huì)被吸收，會(huì)導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，據(jù)此分析；
（3）裝置中有空氣，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會(huì)與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會(huì)影響NO的體積的測(cè)定；
（4）二氧化錳既可作催化劑，同時(shí)二氧化錳又有氧化性，在酸性條件下可以氧化雙氧水生成氧氣，所以有V₁＜V₂＜2V₁，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（5）燒瓶中放入鎂鋁合金，分液漏斗內(nèi)放NaOH溶液，鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，利用鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣，根據(jù)氫氣體積計(jì)算出鋁的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出鎂的質(zhì)量，確定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中氫氣的體積為336.30mL，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中氫氣的體積為325.50mL，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中氫氣的體積為336.00mL，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中氫氣的體積為335.70mL，四組數(shù)據(jù)中，實(shí)驗(yàn)Ⅱ的數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，舍去，所以實(shí)驗(yàn)中制得的氫氣的體積為三個(gè)實(shí)驗(yàn)中的平均值，即336.00mL，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）要準(zhǔn)確讀取量氣管的讀數(shù)，應(yīng)保持燒瓶?jī)?nèi)外氣體的壓強(qiáng)、溫度都相同，所以讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊，當(dāng)分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶時(shí)，燒瓶中氣體也有一部分進(jìn)入分液漏斗，所以分液漏斗內(nèi)的液體滴入燒瓶對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響，
故答案為：使氣體冷卻至室溫，量氣管中的液面與漏斗中的液面要相平齊； 無影響；
（2）①若在燒瓶中放入生鐵，用此裝置驗(yàn)證生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，選用的電解質(zhì)溶液應(yīng)為中性或堿性，如果用酸性電解質(zhì)，有可能發(fā)生析氫腐蝕，故選ac；
②當(dāng)鐵粉發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)的氧氣會(huì)被吸收，會(huì)導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，所以生鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的現(xiàn)象是量氣管液面會(huì)下降，
故答案為：量氣管液面會(huì)下降；
（3）裝置中有空氣，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會(huì)與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會(huì)影響NO的體積的測(cè)定，所以這個(gè)裝置不能用來探究粗銅樣品的純度，
故答案為：不可行，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO會(huì)與空氣的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水生成硝酸，會(huì)影響NO的體積的測(cè)定；
（4）二氧化錳既可作催化劑，同時(shí)二氧化錳又有氧化性，在酸性條件下可以氧化雙氧水生成氧氣，雙氧水分解時(shí)2molH₂O₂產(chǎn)生1molO₂，氧化時(shí)1molH₂O₂產(chǎn)生1molO₂，所以有V₁＜V₂＜2V₁，所以實(shí)驗(yàn)2中發(fā)生反應(yīng)既有雙氧水的分解，又有雙氧水被二氧化錳的氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、H₂O₂+MnO₂+H₂SO₄=2H₂O+O₂↑+MnSO₄；
（5）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中氫氣的體積為336.30mL，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中氫氣的體積為325.50mL，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中氫氣的體積為336.00mL，實(shí)驗(yàn)Ⅳ中氫氣的體積為335.70mL，四組數(shù)據(jù)中，實(shí)驗(yàn)Ⅱ的數(shù)據(jù)偏差較大，為偶然誤差，舍去，所以實(shí)驗(yàn)中制得的氫氣的體積為三個(gè)實(shí)驗(yàn)中的平均值，即336.00mL，其物質(zhì)的量為0.015mol，根據(jù)電子得失守恒可知2Al～3H₂，所以鋁的物質(zhì)的量為0.01mol，所以鋁的質(zhì)量為0.27g，鎂的質(zhì)量為1.0g-0.27g=0.73g，則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.73}{1.0}$×100%=73%，
故答案為：73%．

點(diǎn)評(píng) 本題比較綜合，涉及原電池、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)組成測(cè)定等，（4）中反應(yīng)方程的書寫是難點(diǎn)，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用的能力，題目難度中等．