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mg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V1mL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）M样品中铜的质量的数学表达式为（用V1和V2表示）：_________________________。

（3）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___________________。

（4）该实验需要0.50 mol·L-1的NaOH溶液470mL，配制时应用托盘天平称量______________gNaOH 。

（5）该实验中所用稀硫酸是用98%的浓硫酸(ρ=1.84g/cm3) 配制的，欲用该浓硫酸配制成浓度为0.5 mol/L的稀硫酸100mL。

①所需仪器除烧杯、玻璃棒外还需______________、______________、______________。

②所取浓硫酸的体积为_________mL。

下列操作引起所配溶液浓度偏高的是________________

A.取浓硫酸时俯视 B.在烧杯中稀释浓硫酸后，立即转移

C.定容时俯视 D.颠倒摇匀后发现液面低于刻度线，但未加水至刻度线

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 无影响 偏大 10.0 量筒 100mL容量瓶 胶头滴管 2.7 BC

【解析】试题分析：本题考查质量分数的测定实验、溶液的配制和误差分析，涉及Fe、Al和Cu的性质、离子方程式的书写、实验的误差分析和计算。

（1）实验1在样品中滴加NaOH溶液，样品中只有Al能与NaOH溶液反应，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

（2）实验1中只有Al与NaOH溶液反应产生H2，根据关系式2Al~3H2↑，n（Al）=mol=mol，m（Al）=n（Al）27g/mol=mol27g/mol；实验2中Al和Fe都与稀硫酸反应放出H2，反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，由于两份样品的质量相等，则其中Al与NaOH溶液、稀硫酸反应放出的H2相等，Fe与稀硫酸反应放出的H2的体积为（V2-V1）mL，根据关系式Fe~H2↑，n（Fe）=mol，m（Fe）=n（Fe）56g/mol=mol56g/mol；M样品中m（Cu）=mg-m（Al）-m（Fe）=mg-mol27g/mol-mol56g/mol=mg-g。

（3）实验1进行实验前，B瓶中水没有装满，对测得气体体积无影响，因为B瓶中收集的气体的体积等于排入C中水的体积。若拆去实验2中导管a，由于稀硫酸滴入锥形瓶中会排出装置中的空气，使测得气体的体积偏大。

（4）配制470mLNaOH溶液应选用500mL容量瓶，用托盘天平称量NaOH的质量为m（NaOH）=0.5mol/L0.5L40g/mol=10.0g。

（5）①由浓溶液配制稀溶液的实验步骤为：计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、初步振荡、定容、摇匀、装瓶贴标签，所需仪器除烧杯、玻璃棒外还需量筒、100mL容量瓶、胶头滴管。

②根据稀释前后H2SO4物质的量不变，1.84g/cm3V（浓H2SO4）98%98g/mol=0.5mol/L0.1L，V（浓H2SO4）=2.7mL。

A，取浓硫酸时俯视，所量取浓硫酸的体积偏小，硫酸物质的量偏小，所配溶液物质的量浓度偏低；B，在烧杯中稀释浓硫酸后，立即转移，浓硫酸溶于水放热，冷却后所配溶液体积偏小，所配溶液物质的量浓度偏高；C，定容时俯视，所配溶液体积偏小，所配溶液物质的量浓度偏高；D，颠倒摇匀后发现液面低于刻度线，但未加水至刻度线，对所配溶液物质的量浓度无影响；引起所配溶液浓度偏高的是BC，答案选BC。