Question

5．某實驗小組擬用小顆粒狀鋁硅合金與足量稀硫酸的反應（已知硅與稀硫酸不反應），測定通常狀況（20℃，101kPa）下的氣體摩爾體積．擬選用下列實驗裝置完成實驗：

（1）該小組同學必須選用的裝置依次連接的合理順序為A、E、D、G．
（2）實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，開始時稀硫酸能滴人錐形瓶中，
一段時間后稀硫酸不能順利滴人錐形瓶中，其原因是鋁與稀硫酸反應生成氣體且放熱，使錐形瓶內(nèi)壓強增大
（3）金屬鋁與稀硫酸反應的離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑
（4）實驗結(jié)束時，測量實驗中生成H₂體積的操作方法是
（5）實驗中準確測得3個數(shù)據(jù)：實驗前鋁硅合金的質(zhì)量m₁g，實驗后殘留固體的質(zhì)量m₂g，實驗后量筒中液面讀數(shù)為V mL．則通常狀況下氣體摩爾體積V_m=$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$ L/mol．若合金中含少量銅，則所測得的V_m將無影響（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）裝置的組裝順序：合金與水反應，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導管一定要短進長出，增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導管應伸入量筒底部；
（2）鎂、鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大；
（3）鋁和稀硫酸反應生成硫酸鋁和氫氣；
（4）保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等是讀取示數(shù)的關鍵點；
（5）硅鋁合金中，只有金屬鋁可以和硫酸反應產(chǎn)生氫氣，硅和硫酸之間不反應，根據(jù)化學反應中量的關系來計算即可．

解答 解：（1）①裝置的組裝順序：合金與水反應，用排水量氣法測定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導管一定要短進長出，利用增大壓強原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導管應伸入量筒底部，故連接順序為：E、D、G；
故答案為：E、D、G；
（2）鎂、鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大，導致硫酸不能順利滴入錐形瓶；
故答案為：鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大；
（3）金屬鋁與稀硫酸反應的離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（4）根據(jù)氣壓原理，待實驗裝置冷卻后，上下移動量筒使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，此時的體積即為常溫常壓下的體積，即氫氣在通常狀況時的體積，
故答案為：待實驗裝置冷卻后，上下移動量筒使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，即氫氣在通常狀況時的體積；
（5）實驗前鋁硅合金的質(zhì)量m₁ g，實驗后殘留固體的質(zhì)量m₂ g，則金屬鋁的質(zhì)量是m₁-m₂，實驗后量筒中液面讀數(shù)為VmL，即產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量是$\frac{V×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$，根據(jù)化學反應原理：
       2Al～3H₂↑
       2          3
 $\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{27}$      $\frac{V×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$
解得Vm=$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$L•moL^-1，若合金中含有金屬銅，不會和硫酸之間反應，和含有硅是一樣的結(jié)果，
故答案為：$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$；無影響．

點評 本題主要考查物質(zhì)含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等，題目難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．