Question

7．某研究性小组借助A-D的仪器装置完成有关实验．

【实验一】收集NO气体．
（1）用装置A收集NO气体，正确的操作是c（填序号）．
a．从①口进气，用排水法集气        b．从①口进气，用排气法集气
c．从②口进气，用排水法集气         d．从②口进气，用排气法集气
【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数ω（Zn）和镀层厚度，查询得知锌易溶于强碱：Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑．据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m₁g．用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验．
方案甲：通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标．
（2）选用B和D（填仪器标号）两个装置进行实验．
（3）测得充分反应后生成氢气的体积为VL（标准状况），ω（Zn）=$\frac{65V}{22.4{m}_{1}}$．
（4）计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是金属锌的密度．
（5）若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗，测量结果将偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
方案乙：通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标．选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m₂g．
（6）ω（Zn）=$\frac{{m}_{1-}{m}_{2}}{{m}_{1}}$．
方案丙：通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂总质量（其差值即为H₂的质量）实现探究目标．实验同样使用仪器C．
（7）从实验误差角度分析，方案丙劣于方案乙（填“优于”、“劣于”或“等同于”）．

Answer 1

分析 （1）依据一氧化氮难溶于水，能够与氧气反应生成二氧化氮解答；
（2）从实验目的和D装置可以量取气体的体积来选择；
（3）依据Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑，准确找出锌与产生成氢气的物质的量的关系，据此计算解答；
（4）根据质量与体积之间的关系思考；
（5）恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方；
（6）锌与氢氧化钠反应溶解，铁与氢氧化钠不反应，所以固体减少的质量为锌的质量，据此解答；
（7）实验中产生氢气的量较少，测量氢气质量带来的误差更大．

解答 解：（1）一氧化氮难溶于水，能够与氧气反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，只能用排水法收集．排水时应用短进长出，
故答案为：C；
（2）方案甲：Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体，通过排水收集气体，依据反应方程式即可算出Zn的质量分数．所以需要的装置有测H₂的体积的D装置；
故答案为：D；
（3）依据方程式可知：
Zn+2NaOH═Na₂ZnO₂+H₂↑
65                22.4L
m（Zn）            VL
解得m（Zn）=$\frac{65V}{22.4}$，所以ω（Zn）=$\frac{m（Zn）}{{m}_{1}}$=$\frac{65V}{22.4{m}_{1}}$；
故答案为：$\frac{65V}{22.4{m}_{1}}$；
（4）有了Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由Zn的截面积，即可求出Zn的高度（厚度）；
故答案为：金属锌的密度；
（5）恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方，故排气时收集少了，所以用普通漏斗时收集的H₂多一些，则计算出的Zn的量偏大；
故答案为：偏大；
（6）锌与氢氧化钠反应溶解，铁与氢氧化钠不反应，所以固体减少的质量为锌的质量，则锌的质量分数为：$\frac{{m}_{1-}{m}_{2}}{{m}_{1}}$；
故答案为：$\frac{{m}_{1-}{m}_{2}}{{m}_{1}}$；
（7）丙方案根据H₂的质量差值，显然误差大，因为产生的H₂质量很小，计算偏差大；
故答案为：劣于．

点评 本题考查实验探究，设计一氧化氮的制取和收集，混合物中金属含量的计算等，明确实验目的和原理是解题关键，题目难度中等，侧重考查学生分析问题，设计实验的能力．