Question

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

【實驗?zāi)繕恕刻骄繙示�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)計實驗】取兩份質(zhì)量均為m g的M樣品，按實驗1（如圖1所示）和實驗2（如圖2所示）裝置進行實驗：實驗前后條件都是常溫、常壓，待樣品M完全溶解，按圖1、圖2實驗方案都能順利完成實驗并測得氣體體積分別為V₁ mL和V₂ mL（所測定的氣體體積已折合成標準狀況下的體積）．
（1）寫出實驗1中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

．寫出實驗2中可能發(fā)生的化學(xué)方程式：

 

．
（2）實驗1的裝置中，小試管的作用是

 

，實驗2的裝置中a導(dǎo)管的作用是

 

．
（3）對于實驗1，在讀數(shù)前需要上下移動量筒調(diào)平B與C的液面，其理由是

 

．對于實驗2，讀數(shù)前調(diào)平B、C裝置液面的方法是

 

，其目的是

 

．
（4）進行實驗1前，B瓶中的水沒有裝滿，使測得的氣體體積

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．若拆去實驗2中的導(dǎo)管a，將會使測得的氣體體積

 

（填“偏大“、“偏小“或“無影響“）．
（5）若V₁≠0，則推測上述猜想

 

（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：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(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，其中鋁既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)；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中氫氧化鈉溶液只與鋁反應(yīng)，而實驗2中稀硫酸既能與鋁反應(yīng)，也能與鐵反應(yīng)；
（2）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；實驗2的裝置中a導(dǎo)管的作用是保持壓強恒定液體順利流下；
（3）氣體體積與壓強、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（B、C液面相平），收集氣體的壓強等于實驗時的外界大氣壓；實驗2中，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；
（4）如果實驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實驗結(jié)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(dǎo)管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導(dǎo)致測定的氣體體積偏大；
（5）若實驗1測出有氣體產(chǎn)生，說明一定有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，猜想1不成立．因為鐵和銅都不能與氫氧化鈉反應(yīng)；若M為銅和鋁，實驗1和實驗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，其中鋁既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)；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↑；而實驗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(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率；節(jié)省藥品；實驗2的裝置中a導(dǎo)管的作用是保持壓強恒定液體順利流下；
故答案為：起液封作用，避免氫氣從長頸漏斗中逸出；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內(nèi)氣壓，使液體順利下流；
（3）氣體體積與壓強、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（B、C液面相平），收集氣體的壓強等于實驗時的外界大氣壓；實驗2中，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；
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；上下緩慢移動量氣管C；使B管內(nèi)氣壓等于外界大氣壓；
（4）如果實驗前B瓶液體沒有裝滿水，不影響實驗結(jié)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(dǎo)管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導(dǎo)致測定的氣體體積偏大；
故答案為：無影響；偏大；
（5）若實驗1測出有氣體產(chǎn)生，說明一定有鋁與氫氧化鈉反應(yīng)，猜想1不成立．因為鐵和銅都不能與氫氧化鈉反應(yīng)．若M為銅和鋁，實驗1和實驗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；=．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，實驗裝置的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．