Question

【题目】某同学通过以下装置测定M样品（只含Fe、Al、Cu）中各成分的质量分数。取两份质量均为m g的M样品，按实验1（如图1）和实验2（如图2）进行实验，该同学顺利完成了实验并测得气体体积分别为V1 mL和V2 mL(已折算到标准状况下)。

（1）写出实验1中可能发生反应的离子方程式：______________________________。

（2）实验1装置中小试管的作用是__________________________________________。

（3）对于实验2，平视读数前应依次进行的两种操作是：

①___________________②___________________。

（4）M样品中铜的质量的数学表达式为（用V1和V2 表示）：__________________________。

（5）实验1进行实验前，B瓶中水没有装满，使测得气体体积____________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同)；若拆去实验2中导管a，使测得气体体积___________。

（6）该实验需要0.50 mol·L－1的NaOH溶液470 mL，请回答下列问题：

①配制时应称量______g NaOH，称量时需要托盘天平、______、______ (填仪器名称)。

②配制NaOH溶液时，NaOH固体中含有Na2O杂质会导致所配溶液浓度________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

（7）该实验中所用稀硫酸是用98%的浓硫酸（ρ=1.84g/cm3）配制的，则该浓硫酸的物质的量浓度是____________。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ 液封，避免氢气从长颈漏斗中逸出；控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢；节省药品。 冷却到室温 调整BC液面相平 无影响 偏大 10.0 小烧杯（或称量瓶） 药匙 偏大 18.4 mol/L

【解析】

据题意，M只含铁、铝、铜三种金属中的两种或三种，其中铝既能与强酸反应，又能与强碱反应；铁只能溶于强酸，不溶于强碱；铜既不溶于氢氧化钠，也不溶于稀硫酸，依据实验装置、实验原理和题干中的问题分析回答。

根据题意，M只含铁、铝、铜三种金属中的两种或三种，其中铝既能与强酸反应，又能与强碱反应；铁只能溶于强酸，不溶于强碱；铜既不溶于氢氧化钠，也不溶于稀硫酸。则

（1）实验1中氢氧化钠溶液只与铝反应，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑；

（2）实验1的装置中使用的是长颈漏斗，不是分液漏斗，无法控制液体流量，则小试管的作用是对长颈漏斗起到液封作用，防止氢气逸出，控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢，节省药品；

（3）由于气体的体积受温度影响大，则对于实验2，平视读数前应等到冷却到室温，并上下移动C量气管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的气体压强等于外界大气压，这样读得的读数才准确；

（4）根据V1结合铝与氢氧化钠的反应可知样品中铝的质量为，铁和铝都与酸反应生成氢气，所以根据V2-V1即为铁与盐酸反应生成的氢气，所以样品中铁的质量为，所以样品中铜的含量为＝；

（5）如果实验前B瓶液体没有装满水，不影响实验结果，因为理论上B管收集的气体体积等于排入C管里液体的体积；若拆去导管a，加入液体时，排出锥形瓶中部分空气，导致测定的气体体积偏大；

（6）①要配制0.50molL-1的NaOH溶液470mL，所用容量瓶应为500mL，所以配制时应称量0.50molL-1×0.5L×40g/mol=10.0g NaOH，称量时氢氧化钠要放在小烧杯（或称量瓶）中进行，用药匙取药品；

②NaOH固体中含有Na2O杂质，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，使得溶液中氢氧化钠偏多，所以会导致所配溶液浓度偏大；

（7）根据c＝1000ρω/M可得浓硫酸的物质的量浓度为(1000×1.84×98%)/98 mol·L－1=18.4mol/L。