Question

18．某研究性学习小组借助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   （填字母）．
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）=$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$．
（4）计算镀层厚度，还需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、试样和试剂的总质量（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）NO能与氧气反应，利用排水法收集NO，应短管进气长管出水；
（2）Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体，通过排水收集气体，根据反应方程式即可算出Zn的质量分数；
（3）计算生成氢气的物质的量，根据电子守恒计算Zn的质量，进而计算Zn的质量分数；
（4）可以获得Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由Zn的截面积可求出Zn的厚度；
（5）加入氢氧化钠溶液排出空气体积会计算在生成氢气的体积之内，恒压分液漏斗可以消除排出空气体积的影响；
（6）固体减少的质量即为Zn的质量；
（7）生成H₂的质量远小于消耗Zn的质量，测定的氢气质量误差偏大．

解答 解：（1）NO遇空气立即被氧化，故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）Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体，通过排水收集气体，根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）根据电子转移守恒，可知n（Zn）=n（H₂）=$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，则w （Zn）=$\frac{\frac{V}{22.4}mol×65g/mol}{{m}_{1}g}$=$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$，
故答案为：$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$；
（4）有可以获得Zn的质量，如果有密度，则可以求出Zn的体积，再由Zn的截面积可求出Zn的厚度，
故答案为：金属锌的密度；
（5）加入氢氧化钠溶液排出空气体积会计算在生成氢气的体积之内，导致氢气体积偏大，计算Zn的质量分数偏大，恒压分液漏斗可以消除排出空气体积的影响，
故答案为：偏大；
（6）减少的质量即为Zn的质量，减少的质量为m₁g-m₂g，故ω（Zn）=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}$，
故答案为：$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}$；
（7）生成H₂的质量远小于消耗Zn的质量，测定的氢气质量误差偏大，计算Zn的质量分数误差偏大，故方案丙劣于方案乙，
故答案为：劣于．

点评 本题考查物质含量测定，关键是测定原理的理解，侧重考查学生分析问题、设计实验的能力，注意定量实验中尽可能的减少误差．