Question

某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去），请回答下列问题：

实验	药品	制取气体	量气管中的液体
Ⅰ	Cu、稀HNO3		H2O
Ⅱ	NaOH固体、浓氨水	NH3
Ⅲ	镁铝合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

（1）实验过程中，使用分液漏斗滴加液体的操作是

 

（2）该同学认为实验I可通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？

 

（填“可行”或“不可行”），原因是

 

（3）实验Ⅱ中量气管中的液体最好是

 

（填字母编号，下同）
A．浓NaOH溶液    B．氨水    C．煤油    D．氯化铵溶液
该实验剩余的NH₃需吸收处理．以下各种尾气吸收装置中，不能防止倒吸的是

 

．
（4）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：①将实验装置恢复到室温，②

 

，③视线与凹液面最低处相平．
（5）写出实验Ⅲ中涉及的离子反应方程式

 

（6）实验Ⅲ获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）

编号	镁铝合金质量	量气管第一次读数	量气管第二次读数
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：常见气体制备原理及装置选择,化学方程式的有关计算,实验装置综合

专题：实验设计题

分析：（1）分液漏斗加液时要注意内外空气相通，压强相等，液体才能顺利流下；
（2）实验Ⅰ装置中有空气，一氧化氮与空气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水；
（3）氨气极易溶于水，量气管中的液体应该不含水且不与氨气反应，最好用煤油；极易溶于水的气体，若吸收时导管伸入水中，由于气体溶于水，导致装置内压强急剧降低，外界大气压压着液体进入，产生倒吸现象；
（4）对量气管读数时，首先等实验装置恢复到室温再进行下一步操作，然后调节量气管使左右液面相平，最后读数时视线与凹液面最低处相平；
（5）镁铝合金中铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气而镁不反应；
（6）实验Ⅲ，铝和氢氧化钠反应，根据量气管的第二次读数-第一次读数=生成氢气的体积，求出生成氢气的平均值，再求出合金中铝的质量，最后计算出镁铝合金中铝的质量分数．

解答： 解：（1）分液漏斗用于气体发生器中控制加液，也常用于互不相溶的几种液体的分离，加液时要注意内外空气相通，压强相等，液体才能顺利流下，具体操作为：打开分液漏斗上口的活塞（或将活塞上的凹槽与瓶口上的小孔对齐），旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加；
故答案为：打开分液漏斗上口的活塞（或将活塞上的凹槽与瓶口上的小孔对齐），旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加；
（2）一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮可与水反应生成一氧化氮和硝酸；装置Ⅰ中有空气，一氧化氮会与装置中的空气反应，生成的二氧化氮溶于水并与水反应，使测得的一氧化氮体积不准，所以不可以通过实验I收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度；
故答案为：不可行   NO会与装置中空气反应，生成NO₂溶于水，使测得的NO气体体积不准；
（3）氨气为碱性气体，极易溶于水，量气管中的液体应该不含水且不与氨气反应，浓NaOH溶液、氨水、氯化铵溶液中含有水，氨气被水吸收，而氨气不溶于煤油，所以量气管中液体最好是煤油；
A、对于极易溶于水的气体，吸收装置中的导管外联双球状导管内伸入到液体中，液体进入双球内，防止进入前端装置，能防止倒吸；故A正确；
B、吸收装置中的导管下联漏斗，漏斗口伸入液面以下，易吸收易溶性气体，不能防止倒吸；故B不正确；
C、对于极易溶于水的气体，吸收装置中的导管与干燥管连接，当水进入干燥管内，烧杯内液面下降低于导管口，液体又流落到烧杯中，能防止倒吸，故C正确．
D、氨气极易溶于水，不溶于四氯化碳，所以导管通入四氯化碳中，气泡向上到水层溶解，能防止倒吸，故D正确；
E、氨气极易溶于水，导管插入溶液中形成喷泉，进气管在烧瓶口，液体经进气管倒流入前端装置，产生倒吸，故E错误；
F、氨气极易溶于水，导管插入溶液中形成喷泉，进气管在烧瓶底部，液体不能流入前端装置，能防止倒吸，故F正确；
所以能防倒吸的吸收装置有ACDF，不能防倒吸的是BE；
故答案为：C；BE；
（4）根据PV=nRT，为保证测出来的气体体积是当时大气压下的体积，在读数时应注意：①将实验装置恢复到室温，②使量气管两端液面相平，因为相平说明两边液面上的压强是一样的，这样测出来的气体体积才是当时大气压下的体积，③视线与凹液面最低处相平，俯视或仰视会造成误差； 
故答案为：使量气管与干燥管两端液面相平；
（5）镁铝合金中铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑，离子方程式为：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
故答案为：2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（6）第2次测量数据误差较大，可不用，铝和氢氧化钠反应生成氢气的体积=

(346.3-10.0)+(345.7-10)

2

=336.0mL=0.336L
设生成0.3323L氢气，需铝的质量为x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g                     3×22.4L
x                        0.336L

3×22.4L

0.336L

=

54g

x

，解之得：x=0.27g
铝的质量分数=

0.27g

1.0g

×100%=27.0%．
故答案为：27%．

点评：通过回答本题知道了分液漏斗的使用，测定气体体积的方法，了解了点燃可燃性气体前要检验纯度，极易溶于水的气体的防倒吸等事宜基本操作知识，综合性较强，计算时要注意数据的取舍．