Question

【題目】某同學通過以下裝置測定M樣品（只含、、）中各成分的質量分數。取兩份質量均為的M樣品，按實驗1（如圖1）和實驗2（如圖2）進行實驗，該同學順利完成了實驗并測得氣體體積分別為和（已折算到標準狀況下）。

（1）該實驗中所用稀硫酸是用98％的濃硫酸配制的，則該濃硫酸的物質的量濃度是______。

（2）寫出實驗1中可能發生反應的離子方程式：____________________________________。

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

（4）M樣品中銅的質量分數的數學表達式為（用和表示）：________________________。

（5）該實驗需要的溶液，請回答下列問題：

①配制時應稱量______；

②配制溶液時，固體中含有雜質會導致所配溶液濃度______。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”，下同）。

（6）若拆去實驗2中導管a，使測得氣體體積______；實驗1進行實驗前，B瓶中水沒有裝滿，使測得氣體體積______。

Answer 1

【答案】18.4 2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑ 冷卻到室溫 調整BC液面相平 或 10.0 偏大 偏大 無影響

【解析】

據題意，M只含鐵、鋁、銅三種金屬，其中鋁既能與強酸反應，又能與強堿反應；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）根據計算該濃硫酸的物質的量濃度；

（2）實驗1中氫氧化鈉溶液只與鋁反應；

（3）對于實驗2，平視讀數前應等到冷卻到室溫，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，這樣讀得的讀數才準確；

（4）根據V1可計算出樣品中鋁的質量，鐵和鋁都與酸反應生成氫氣，所以根據V2﹣V1即為鐵與鹽酸反應生成的氫氣計算鐵的量，再進一步計算銅的質量，從而計算出銅的質量分數；

（5）①要配制0.50molL﹣1的NaOH溶液480mL，所用容量瓶應為500mL，所以計算氫氧化鈉的質量時要按500mL溶液計算；

②NaOH固體中含有Na2O雜質，氧化鈉與水發生化合反應生成氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，據此答題；

（6）若拆去實驗2中導管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導致測定的氣體體積偏大；如果實驗1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。

（1）根據可得濃硫酸的物質的量濃度為；

（2）實驗1中氫氧化鈉溶液只與鋁反應，反應的離子方程式為：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；

（3）對于實驗2，平視讀數前應等到冷卻到室溫；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，這樣讀得的讀數才準確；

（4）根據V1結合鋁與氫氧化鈉的反應可知樣品中鋁的質量為，鐵和鋁都與酸反應生成氫氣，所以根據V2-V1即為鐵與鹽酸反應生成的氫氣，所以樣品中鐵的質量為，所以樣品中銅的含量為=mg-，故銅的質量分數的表達式為：或；

（5）①要配制0.50molL﹣1的NaOH溶液480mL，所用容量瓶應為500mL，所以配制時應稱量0.50molL﹣1×0.5L×40g/mol=10.0g NaOH；

②NaOH固體中含有Na2O雜質，相同質量時，氧化鈉與水反應生成更多的氫氧化鈉，使得溶液中氫氧化鈉偏多，所以會導致所配溶液濃度偏大；

（6）若拆去實驗2導管a，加入液體時，排出錐形瓶中部分空氣，導致測定的氣體體積偏大；如果實驗1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。