Question

【題目】某同學通過以下裝置測定M樣品（只含Fe、Al、Cu）中各成分的質量分數。取兩份質量均為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（已折算到標準狀況下）。

（1）寫出實驗1中可能發生反應的離子方程式：____________。

（2）該實驗需要0.50 mol·L－1的NaOH溶液480 mL，請回答下列問題：

①配制時應用托盤天平稱量______g NaOH，應選擇________ ml容量瓶。

②配制NaOH溶液時，NaOH固體中含有Na2O雜質會導致所配溶液濃度________。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

（3）該實驗中所用稀硫酸是用98%的濃硫酸（ρ=1.84g/cm3）配制的，則該濃硫酸的物質的量濃度是_______。

（4）對于實驗2，讀數時冷卻至室溫除視線平視外，還應進行的操作是： ___________。

（5）實驗2中導管a的作用_________。

（6）M樣品中銅的質量的數學表達式為（用V1和V2 表示）：_______。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ 10.0 500ml 偏大 18.4 mol/L 調整BC液面相平 平衡氣壓使液體順利滴下（減小氫氣體積時的誤差 ）

【解析】

（1）實驗1中鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，鐵、銅與氫氧化鈉溶液不反應；

（2）①實驗室中沒有480ml容量瓶，配制480 mL 0.50 mol·L－1的NaOH溶液應選用500ml容量瓶；

②配制NaOH溶液時，若NaOH固體中含有Na2O雜質，，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，會導致氫氧化鈉的物質的量增大；

（3）設該硫酸的體積為1L，由題意可知濃硫酸中硫酸的物質的量為=18.4mol，則物質的量濃度為=18.4mol/L；

（4）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；

（5）實驗2中導管a的作用是平衡氣壓，便于液態順利流下；

（6）由實驗1可知，鋁的物質的量為，由實驗2可知鐵的物質的量為，由此計算銅的質量。

（1）實驗1中鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，鐵、銅與氫氧化鈉溶液不反應，則反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑，故答案為：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

（2）①實驗室中沒有480ml容量瓶，配制480 mL 0.50 mol·L－1的NaOH溶液應選用500ml容量瓶，則配制時應用托盤天平稱量氫氧化鈉的質量為0.5L×0.50 mol·L－1×40g/mol=10.0g，故答案為：10.0；500ml；

②配制NaOH溶液時，若NaOH固體中含有Na2O雜質，，氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉，會導致氫氧化鈉的物質的量增大，所測結果偏大，故答案為：偏大；

（3）設該硫酸的體積為1L，由題意可知濃硫酸中硫酸的物質的量為=18.4mol，則物質的量濃度為=18.4mol/L，故答案為：18.4mol/L；

（4）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，故答案為：調整BC液面相平；

（5）實驗2中導管a的作用是平衡氣壓，便于液態順利流下，若拆去導管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，故答案為; 平衡氣壓使液體順利滴下（減小氫氣體積時的誤差 ）;

（6）由實驗1可知，鋁的物質的量為，由實驗2可知鐵的物質的量為，則樣品中銅的質量為m—（×27g/mol）—（×24g/mol）=，故答案為：。