Question

某課外興趣小組為探究某種鋁合金（合金元素為Mg 和Al）是否符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（國家規(guī)定其中鋁含量不能低于78%），設(shè)計(jì)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）如何檢驗(yàn)該裝置的氣密性

 

．
（2）合金樣品固體M與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）反應(yīng)前先第一次讀取量氣管液面刻度，然后傾斜左邊裝置使氫氧化鈉溶液（足量）與a g合金粉末（固體M）充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，氣體溫度恢復(fù)到室溫，想要第二次讀取量氣管液面刻度前需要進(jìn)行的一步操作是

 

．通過讀取液面差，并將氣體體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為V mL．若量氣管最大量程為50mL，則固體M中鋁的質(zhì)量（m_A1）范圍為

 

．
（4）若a=38mg，V=44.8mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），請通過計(jì)算說明該合金是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)

 

 （填“符合”或“不符合”）．
（5）若將裝置中的氫氧化鈉溶液替換為足量的鹽酸，則反應(yīng)停止后量氣管內(nèi)氣體體積

 

 （填“＞”“＜”“=”）V mL．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）檢驗(yàn)裝置的氣密性常用方法為利用氣體的熱脹冷縮或液封氣體形成液面高度差，由裝置圖可知適合選擇液封氣體形成液面高度差，一定時(shí)間，液面高度差保持不變，說明氣密性良好；
（2）鋁與氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氫氣；
（3）讀數(shù)前，應(yīng)保持量氣管和水準(zhǔn)管液面相平，保證壓強(qiáng)相等，量氣管最大量程為50mL，則產(chǎn)生氫氣的增大體積為50mL，計(jì)算氫氣的最大物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n（Al）=2n（H₂），據(jù)此計(jì)算鋁的最大質(zhì)量；
（4）根據(jù)氫氣的體積V=44.8mL計(jì)算氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n（Al）=2n（H₂），據(jù)此計(jì)算鋁的質(zhì)量，再計(jì)算Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，改用鹽酸生成氣體體積增大，據(jù)此判斷．

解答： 解：（1）檢驗(yàn)裝置的氣密性常用方法為利用氣體的熱脹冷縮或液封氣體形成液面高度差，由裝置圖可知適合選擇液封氣體形成液面高度差，檢驗(yàn)該裝置氣密性的方法為：安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加人水，向下移動(dòng)水準(zhǔn)管，靜置片刻，若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差，說明裝置密封，
故答案為：安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水，向下移動(dòng)水準(zhǔn)管，靜置片刻，若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差，說明裝置密封；
（2）鋁與氫氧化鈉、水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉、氫氣，反應(yīng)離子方程式為2OH^-+2Al+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑，
故答案為：2OH^-+2Al+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑；
（3）讀數(shù)前，應(yīng)保持量氣管和水準(zhǔn)管液面相平，保證壓強(qiáng)相等，量氣管最大量程為50mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為50mL，所以氫氣的最大物質(zhì)的量為

0.05L

22.4L/mol

=

0.05

22.4

mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n（Al）=2n（H₂）=

0.05

22.4

mol×2，故鋁的最大質(zhì)量為

1

3

×

0.05

22.4

mol×2×27g/mol=0.04g，所以金屬鋁的質(zhì)量范圍為0＜m_Al＜0.04g，
故答案為：調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平；0＜m_Al＜0.04g；
（4）44.8mL氫氣的物質(zhì)的量為

0.0448L

22.4L/mol

=0.002mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知3n（Al）=2n（H₂）=0.002mol×2=0.004mol，所以合金中鋁的質(zhì)量

1

3

×0.004mol×27g/mol=0.036g，合金中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.036g

0.038

×100%=94.74%＞78%，故該合金符合標(biāo)準(zhǔn)，故答案為：符合；
（5）Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，改用鹽酸生成氫氣的體積增大，故答案為：＞．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)裝置的理解、元素化合物性質(zhì)、物質(zhì)組成測定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．