题目内容

某同学设计如图所示装置(夹持装置已略去,量气管可上下移动)可分别进行下列实验探究
实验药品制取气体量气管中液体
铜片、浓HNO3(过量)NO2CCl4
NH3煤油
MnO2,HCl(浓)Cl2
硅铁合金、NaOH溶液H2H2O
请回答下列问题:
(1)实验前,某同学检查装置气密性的操作方法是:将活塞K关闭,再将量气管向上提高,其判断装置漏气或不漏气的现象分别是
 

(2)另一同学欲通过实验1收集并测量NO2气体的体积来探究铜片的纯度,所测得的结果比真实值偏小(不考虑操作误差),你认为可能的原因是
 

(3)若进行实验Ⅱ制NH3,则烧瓶和分液漏斗中应分别盛装适量的
 

(4)若进行实验Ⅲ,该装置缺少的必须仪器是
 
;该反应的离子方程式是
 

量气管中最好装的液体是
 
(选填字母代号).
a.NaOH溶液 b水 C.饱和NaCl溶液 d.苯乙烯
(5)实验Ⅳ时,应对量气管多次读数,读数时应注意:
①将实验装置恢复到室温,
 

③读数时,视线与凹液面最低处水平相切.
经多次重复实验,获得以下数据(所有气体体积均已换算成标准状况,忽略滴入液体体积对气体体积的影响)
编号某硅铁合金质量量气管第一次读数量气管第二次读数
1.0g10.0mL346.3mL
1.0g10.0mL336.0mL
1.0g10.0mL345.7mL
根据上述数据,可计算出硅铁合金中硅的质量分数为
 
考点:性质实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)设法使装置内外形成气压差,看气压差变不变化是气密性检查的常用方法;
(2)根据二氧化氮气体的性质判断,二氧化氮气能转化为四氧化二氮,据此分析;
(3)实验室制NH3
(4)实验室用MnO2和浓HCl制取氯气原理;
(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.
解答: 解:(1)用液差法检查是否漏气,将活塞K关闭,再将量气管向上提高使形成液面差,量气管液面高于长颈漏斗内液面,且始终保持不变,则装置不漏气,反之,则装置漏气;
故答案为:量气管液面高于长颈漏斗内液面,且始终保持不变,则装置不漏气;若量气管中液面下降至与长颈漏斗内液面相平,则装置漏气;
(2)二氧化氮气体的性质:可以与水反应生成硝酸和一氧化氮,也可以转化为N2O4,存在2NO2?N2O4的化学平衡,都使得气体体积偏小;
故答案为:实验中存在2NO2?N2O4的化学平衡,使得气体体积偏小,(或部分NO2溶于浓HNO3,);
(3)氨水中存在平衡:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-;氧化钙和水反应放热,使氨水更容易挥发成氨气,消耗了水,而且还增加了氢氧根离子,使弱电解质一水合氨的电离平衡逆向移动,从而加大水中NH3的浓度,有利于氨水挥发成氨气;
故答案为:氧化钙(或氢氧化钠或碱石灰等)和浓氨水;
(4)实验Ⅲ为:MnO2和浓HCl制取氯气,MnO2和浓HCl在加热条件下反应生成氯气,反应方程式为:MnO2+4HCl
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O,故该装置缺少的必须仪器是酒精灯,氯气能和碱、烯烃反应,也能溶于水,所以量气管中液体不能选用NaOH溶液、苯乙烯和水,氯气在饱和NaCl溶液溶解度很小,故选用选饱和NaCl溶液溶;
故答案为:酒精灯;MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;c;
(5)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,因为相平说明两边液面上的压强是一样的,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; 
硅铁合金中只有硅和氢氧化钠反应生成氢气,表中量气管第二次读数与第一次读书之差为产生氢气的体积,分析三组数值知,第②组实验误差较大,应该舍弃,故硅和氢氧化钠反应生成氢气的体积=
346.3mL-10.0mL+345.7mL-10.0mL
2
=336.0(mL)
=0.336L;设生成0.336L氢气,需硅的质量为x
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑,
28g                2×22.4L
x                  0.336L            
28g
x
=
2×22.4L
0.336L
,解得x=0.21g
硅的质量分数=
0.21g
1.0g
×100%=21.0%
故答案为:使量气管两端液面相平;21.0%.
点评:本题考查了测定气体体积的方法,难度不大,易错题是量气管中液体的选择,选择标准是和该气体不反应.综合性较强,计算时要注意数据的取舍.
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