Question

【題目】科學研究發現，三種金屬或兩種金屬可以組成準晶體。某準晶體樣品M可能由鐵、銅和鋁中的三種或兩種組成。

【實驗目的】探究 ________________ 。

【提出假設】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______；

猜想4：M的成分是鐵、銅和鋁

【設計實驗】取兩份質量均為m g的M樣品，按圖1和圖2裝置分別進行實驗：實驗前后條件都是常溫、常壓，待樣品M充分反應后，按圖1、圖2實驗方案完成實驗并測得氣體體積分別為V1 L和V2 L（所測定的氣體體積已折合成標準狀況）。

（1）完成實驗目的和猜想填空內容。

（2）若該實驗需要0.50mol/LNaOH溶液 180mL，按中學常用規格儀器配制時應稱量____g NaOH（用托盤天平），若稱量的NaOH固體中混有Na2O雜質會導致所配溶液濃度_____（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

（3）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”），實驗2中的導管a的作用為_____________并能防止因加入液體而排出錐形瓶內部分空氣，導致測定的氣體體積偏大。

（4）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“＝”）。

（5）若V1＜V2≠0 ，則M樣品中鐵的質量為____________g（用含V1和V2式子表示）

Answer 1

【答案】 M的成分 銅和鋁 5.0 偏大 無影響 平衡壓強，使硫酸順利流下 1 = 0.25(V2—V1)

【解析】實驗目的：探究準晶體樣品M的成分及含量；關于樣品M組成的猜想：兩種金屬的混合物，有三種情況：鐵和銅、鐵和鋁，還有一種情況是銅和鋁；（2）若該實驗需要0.50mol·L－1NaOH溶液 180mL，配溶液要用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol·L－1×0.25L×40g·mol－1=5.0g；62gNa2O，溶于水能生成2molNaOH，每31g就能獲得1molNaOH，若稱量的NaOH固體中混有Na2O雜質會導致所配溶液濃度偏大；（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；實驗2中的導管a的作用為平衡壓強，使硫酸順利流下，并能防止因加入液體而排出錐形瓶內部分空氣，導致測定的氣體體積偏大。（4））若實驗1測出有氣體產生，說明一定有鋁與氫氧化鈉反應，猜想1不成立．因為鐵和銅都不能與氫氧化鈉反應．猜想3成立，M為銅和鋁，實驗1和實驗2使用的樣品M質量相等，銅不參與反應，產生的氣體體積相等；（5）若猜想2成立，即樣品M的成分是鐵和鋁，則V2-V1即為鐵與鹽酸反應生成的氫氣，所以鐵的質量為： ，則樣品M中鐵的質量分數為 。