Question

【題目】某同學(xué)通過以下裝置測定M樣品(只含Fe、Al、Cu)中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取兩份質(zhì)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(xué)順利完成了實驗并測得氣體體積分別為V1 mL和V2 mL(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

(1)寫出實驗1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________。

(2)實驗1裝置中小試管的作用是___________________________________________________。

(3)對于實驗2，平視讀數(shù)前應(yīng)依次進行的兩種操作是：①___________________②___________________。

(4)M樣品中銅的質(zhì)量的數(shù)學(xué)表達(dá)式為(用m 、V1和V2 表示)：__________________________。

(5)實驗1進行實驗前，B瓶中水沒有裝滿，使測得氣體體積____________ (填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同)；若拆去實驗2中導(dǎo)管a，使測得氣體體積___________。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑ 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(yīng)的快慢；節(jié)省藥品。 冷卻到室溫 調(diào)整BC液面相平 m g－(28V2-19V1)/11200g 無影響 偏大

【解析】

據(jù)題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬，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，結(jié)合裝置圖和問題分析解答。

（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↑；

（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，通過控制加氫氧化鈉溶液的體積來控制反應(yīng)的快慢，調(diào)節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率，同時節(jié)省藥品；

（3）氣體的體積受溫度和壓強影響大，因此對于實驗2，平視讀數(shù)前應(yīng)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(zhǔn)確；

（4）根據(jù)V1結(jié)合鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)可知樣品中鋁的質(zhì)量為27V1/33600g，鐵和鋁都與酸反應(yīng)生成氫氣，所以根據(jù)V2-V1即為鐵與鹽酸反應(yīng)生成的氫氣，所以樣品中鐵的質(zhì)量為56（V2-V1）/22400g，所以樣品中銅的質(zhì)量為m g－27V1/33600g－56（V2-V1）/22400g＝m g－(28V2-19V1)/11200g；

（5）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。