Question

测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数．现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器．800毫升烧杯．100毫升量筒．短颈玻璃漏斗．铜网．铝锌合金样品．浓盐酸（密度1.19克/毫升）．水．按图示装置进行实验，回答下列问题．（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100毫升）
（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面．

②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈；
③在100 mL量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中（量筒中不要留有气泡），使漏斗颈伸入量筒中．烧杯中水面到杯口至少保留100 mL空间；
④将长颈漏斗插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入盐酸，至有气体产生；

（2）合金样品用铜网包裹的目的是：

使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置

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Answer 1

分析：（1）在题目的第①步操作后，若开始时在烧杯中直接加入酸，金属会马上与酸反应．此时收集装置还没有安装好，无法收集测量产生的气体的体积，并且在进行后续操作时手会受到腐蚀．解决这一问题的方法是先往烧杯中注入水，待收集装置安装好后再加入酸，
下一步只能是向烧杯中加入水，所加入的水必须浸没漏斗颈口，否则将无法继续操作．然后，将装满水的100 mL量筒倒置于盛水的烧杯中，组装完成后可以开始反应，最后通过长颈漏斗加入浓盐酸，使用浓盐酸是为了加快反应速率．
（2）由于金属是铝锌合金，密度较小，在跟盐酸反应时可以上下浮动，铝屑或铝片易顺着漏斗漂浮而出，给实验结果造成相当大的误差，所以用不与盐酸反应的铜网包裹，使之不致漂浮．

解答：解：（1）在题目的第①步操作后，若开始时在烧杯中直接加入酸，金属会马上与酸反应．此时收集装置还没有安装好，无法收集测量产生的气体的体积，并且在进行后续操作时手会受到腐蚀．解决这一问题的方法是先往烧杯中注入水，待收集装置安装好后再加入酸．
下一步只能是向烧杯中加入水，所加入的水必须浸没漏斗颈口，否则将无法继续操作．然后，将装满水的100 mL量筒倒置于盛水的烧杯中，组装完成后可以开始反应，由于本题的合金样品全部反应产生的气体体积不会超过100 mL，因此，对加入的盐酸浓度和用量不作要求．最后通过长颈漏斗加入浓盐酸，使用浓盐酸是为了加快反应速率；
故答案为：②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈； 
③在100 mL量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中（量筒中不要留有气泡），使漏斗颈伸入量筒中．烧杯中水面到杯口至少保留100 mL空间；
④将长颈漏斗插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入盐酸，至有气体产生；
（2）由于金属是铝锌合金，密度较小，在跟盐酸反应时可以上下浮动，铝屑或铝片易顺着漏斗漂浮而出，给实验结果造成相当大的误差，所以用不与盐酸反应的铜网包裹，使之不致漂浮；
故答案为：使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置．

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．