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mg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V1mL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）M樣品中銅的質量的數學表達式為（用V1和V2表示）：_________________________。

（3）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中導管a，使測得氣體體積___________________。

（4）該實驗需要0.50 mol·L-1的NaOH溶液470mL，配制時應用托盤天平稱量______________gNaOH 。

（5）該實驗中所用稀硫酸是用98%的濃硫酸(ρ=1.84g/cm3) 配制的，欲用該濃硫酸配制成濃度為0.5 mol/L的稀硫酸100mL。

①所需儀器除燒杯、玻璃棒外還需______________、______________、______________。

②所取濃硫酸的體積為_________mL。

下列操作引起所配溶液濃度偏高的是________________

A.取濃硫酸時俯視 B.在燒杯中稀釋濃硫酸后，立即轉移

C.定容時俯視 D.顛倒搖勻后發現液面低于刻度線，但未加水至刻度線

Answer 1

【答案】 2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ m(Cu)＝m g－mol×27 g·mol-1－mol×56 g·mol-1＝m g－g 無影響 偏大 10.0 量筒 100mL容量瓶 膠頭滴管 2.7 BC

【解析】試題分析：本題考查質量分數的測定實驗、溶液的配制和誤差分析，涉及Fe、Al和Cu的性質、離子方程式的書寫、實驗的誤差分析和計算。

（1）實驗1在樣品中滴加NaOH溶液，樣品中只有Al能與NaOH溶液反應，Al與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2，反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

（2）實驗1中只有Al與NaOH溶液反應產生H2，根據關系式2Al~3H2↑，n（Al）=mol=mol，m（Al）=n（Al）27g/mol=mol27g/mol；實驗2中Al和Fe都與稀硫酸反應放出H2，反應的化學方程式為2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，由于兩份樣品的質量相等，則其中Al與NaOH溶液、稀硫酸反應放出的H2相等，Fe與稀硫酸反應放出的H2的體積為（V2-V1）mL，根據關系式Fe~H2↑，n（Fe）=mol，m（Fe）=n（Fe）56g/mol=mol56g/mol；M樣品中m（Cu）=mg-m（Al）-m（Fe）=mg-mol27g/mol-mol56g/mol=mg-g。

（3）實驗1進行實驗前，B瓶中水沒有裝滿，對測得氣體體積無影響，因為B瓶中收集的氣體的體積等于排入C中水的體積。若拆去實驗2中導管a，由于稀硫酸滴入錐形瓶中會排出裝置中的空氣，使測得氣體的體積偏大。

（4）配制470mLNaOH溶液應選用500mL容量瓶，用托盤天平稱量NaOH的質量為m（NaOH）=0.5mol/L0.5L40g/mol=10.0g。

（5）①由濃溶液配制稀溶液的實驗步驟為：計算、量取、稀釋、冷卻、轉移、洗滌、初步振蕩、定容、搖勻、裝瓶貼標簽，所需儀器除燒杯、玻璃棒外還需量筒、100mL容量瓶、膠頭滴管。

②根據稀釋前后H2SO4物質的量不變，1.84g/cm3V（濃H2SO4）98%98g/mol=0.5mol/L0.1L，V（濃H2SO4）=2.7mL。

A，取濃硫酸時俯視，所量取濃硫酸的體積偏小，硫酸物質的量偏小，所配溶液物質的量濃度偏低；B，在燒杯中稀釋濃硫酸后，立即轉移，濃硫酸溶于水放熱，冷卻后所配溶液體積偏小，所配溶液物質的量濃度偏高；C，定容時俯視，所配溶液體積偏小，所配溶液物質的量濃度偏高；D，顛倒搖勻后發現液面低于刻度線，但未加水至刻度線，對所配溶液物質的量濃度無影響；引起所配溶液濃度偏高的是BC，答案選BC。