题目内容

1.某同学设计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
①Cu、浓HNO3 H2O
②CaO固体、浓氨水 NH3  
③粗镁、稀H2SO4 (足量)[杂质不与硫酸反应]H2H2O
(1)仪器a的名称是干燥管.
(2)检查该装置的气密性的方法是:关闭开关A和分液漏斗活塞,微热烧瓶,量气管右端液面升高,说明气密性良好.
(3)该同学认为实验①可通过收集测量NO2气体的体积,来探究Cu样品的纯度.请问是否可行否(填“是”或“否”);实验①中烧瓶内反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O.
(4)实验②中,量气管中的液体最好是D:
A.H2O      B.饱和NaHCO3溶液C.饱和Na2CO3溶液      D.CCl4
(5)本实验应对量气管多次读数,读数时应注意:
①恢复至室温,②保持量气管内液体与干燥管内液体液面相平,③视线与凹液面最低处相平.
(6)实验③获得以下数据(所有气体体积均已换算成标准状况).
编号镁(含杂质)质量量气管第一次读数量气管第二次读数
10.5g10.0mL346.5mL
20.5g10.0mL335.0mL
30.5g10.0mL345.5mL
根据上述合理数据计算粗Mg中Mg的质量分数72%.

分析 (1)仪器a为干燥管;
(2)利用气体的热胀冷缩,关闭开关A和分液漏斗活塞,微热烧瓶,量气管液面升高,说明气密性良好;
(3)二氧化氮与水反应,导致测定二氧化氮的体积不准;Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水;
(4)量气管中液体的选择标准是:和该气体不反应,不溶解该气体;
(5)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;
(6)实验③中,第2次与第1、3次实验测得氢气的体积相差较低,应舍去第2次数据,根据量气管的第二次读数-第一次读数=生成氢气的体积,利用第1、3次数据求出生成氢气的平均值,再根据方程式求出粗镁中Mg的质量,进而计算出Mg的质量分数.

解答 解:(1)仪器a为干燥管,故答案为:干燥管;
(2)关闭开关A和分液漏斗活塞,微热烧瓶,量气管右端液面升高,说明气密性良好,
故答案为:微热烧瓶,量气管右端液面升高;
(3)二氧化氮与水反应,导致测定二氧化氮的体积不准,故方案不可行;Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,反应离子方程式为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,
故答案为:否;Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)实验②中氨气极易溶于水,所以量气管中液体不能选用水及水溶液,只能选和氨气不反应的四氯化碳,故答案为:D;
(5)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,相平说明两边液面上的压强一样,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:保持量气管内液体与干燥管内液体液面相平;
(6)实验③中,第2次与第1、3次实验测得氢气的体积相差较低,应舍去第2次数据,生成氢气体积为$\frac{(346.5-10)mL+(345.5-10)mL}{2}$=336mL=0.336L,
设生成0.346L氢气,需Mg的质量为x,则:
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
24g           22.4L
x            0.336L
x=$\frac{24g×0.336L}{22.4L}$=0.36g
所以镁的质量分数为 $\frac{0.36g}{0.5g}$×100%=72%
故答案为:72%.

点评 本题考查物质含量的测定,理解原理是解题关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础,难度中等.

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