Question

13．某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置分別進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)（夾持裝置已略去），請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

實(shí)驗(yàn)	藥品	制取氣體	量氣管中液體
Ⅰ	Cu、稀HNO3	NO	H2O
Ⅱ	NaOH（s）、濃氨水	NH3
Ⅲ	過(guò)氧化鈉、水	O2	H2O
Ⅳ	鎂鋁合金、NaOH溶液	H2	H2O

（1）該同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)I可通過(guò)收集并測(cè)量NO氣體的體積來(lái)探究銅樣品的純度，你認(rèn)為是否可行？不可行（填“可行”或“不可行”），原因是NO會(huì)與裝置中空氣反應(yīng)，生成NO₂溶于水，使測(cè)得的NO氣體體積不準(zhǔn)．
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中量氣管中的液體最好是c（填字母）．
a．濃NaOH溶液    b．氨水    c．煤油    d．飽和氯化銨溶液
（4）該實(shí)驗(yàn)剩余的NH₃需吸收處理．以下各種尾氣吸收裝置中，適合于吸收NH₃，而且能防止倒吸的有ACDF．

（5）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)對(duì)量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫；②使量氣管與干燥管兩端液面相平；③視線(xiàn)與凹液面最低處相平．
（6）實(shí)驗(yàn)Ⅳ獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略滴入液體體積對(duì)氣體體積的影響）：

編號(hào)	鎂鋁合金	量氣管第一次讀數(shù)	量氣管第二次讀數(shù)
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計(jì)算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.0%．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ裝置中有空氣，一氧化氮與空氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮溶于水；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ用電石和水反應(yīng)制取乙炔，乙炔可以燃燒，燃燒時(shí)火焰明亮并伴有濃烈的黑煙；
（3）氨氣極易溶于水，量氣管中的液體應(yīng)該不含水且不與氨氣反應(yīng)，最好用煤油；
（4）極易溶于水的氣體，若吸收時(shí)導(dǎo)管伸入水中，由于氣體溶于水，導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)急劇降低，外界大氣壓壓著液體進(jìn)入，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象；
（5）對(duì)量氣管讀數(shù)時(shí)，首先等實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫再進(jìn)行下一步操作，然后調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)與凹液面最低處相平．；
（6）實(shí)驗(yàn)Ⅳ，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)，根據(jù)量氣管的第二次讀數(shù)-第一次讀數(shù)=生成氫氣的體積，求出生成氫氣的平均值，再求出合金中鋁的質(zhì)量，最后計(jì)算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮可與水反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸；裝置Ⅰ中有空氣，一氧化氮會(huì)與裝置中的空氣反應(yīng)，生成的二氧化氮溶于水并與水反應(yīng)，使測(cè)得的一氧化氮體積不準(zhǔn)，所以不可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)I收集并測(cè)量NO氣體的體積來(lái)探究銅樣品的純度，
故答案為：不可行；NO會(huì)與裝置中空氣反應(yīng)，生成NO₂溶于水，使測(cè)得的NO氣體體積不準(zhǔn)；
（2）實(shí)驗(yàn)室用電石和水來(lái)制取乙炔，反應(yīng)原理為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑，乙炔可以燃燒，乙炔燃燒時(shí)，火焰明亮并伴有濃烈的黑煙，這是因?yàn)橐胰仓泻�碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比乙烯高，碳沒(méi)有完全燃燒的緣故，
故答案為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑，火焰明亮并伴有濃烈的黑煙；
（3）氨氣為堿性氣體，極易溶于水，量氣管中的液體應(yīng)該不含水且不與氨氣反應(yīng)，濃NaOH溶液、氨水、氯化銨溶液中含有水，氨氣被水吸收，而氨氣不溶于煤油，所以量氣管中液體最好是煤油，
故答案為：c；
（4）A、對(duì)于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管外聯(lián)雙球狀導(dǎo)管內(nèi)伸入到液體中，液體進(jìn)入雙球內(nèi)，防止進(jìn)入前端裝置，能防止倒吸；故A正確；
B、吸收裝置中的導(dǎo)管下聯(lián)漏斗，漏斗口伸入液面以下，易吸收易溶性氣體，不能防止倒吸；故B不正確；
C、對(duì)于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導(dǎo)管與干燥管連接，當(dāng)水進(jìn)入干燥管內(nèi)，燒杯內(nèi)液面下降低于導(dǎo)管口，液體又流落到燒杯中，能防止倒吸，故C正確．
D、氨氣極易溶于水，不溶于四氯化碳，所以導(dǎo)管通入四氯化碳中，氣泡向上到水層溶解，能防止倒吸，故D正確；
E、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進(jìn)氣管在燒瓶口，液體經(jīng)進(jìn)氣管倒流入前端裝置，產(chǎn)生倒吸，故E錯(cuò)誤；
F、氨氣極易溶于水，導(dǎo)管插入溶液中形成噴泉，進(jìn)氣管在燒瓶底部，液體不能流入前端裝置，能防止倒吸，故F正確；
所以能防倒吸的吸收裝置有ACDF，
故答案為：ACDF；
（5）根據(jù)PV=nRT，為保證測(cè)出來(lái)的氣體體積是當(dāng)時(shí)大氣壓下的體積，在讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因?yàn)橄嗥秸f(shuō)明兩邊液面上的壓強(qiáng)是一樣的，這樣測(cè)出來(lái)的氣體體積才是當(dāng)時(shí)大氣壓下的體積，③視線(xiàn)與凹液面最低處相平，俯視或仰視會(huì)造成誤差，
故答案為：使量氣管與干燥管兩端液面相平； 
（6）第2次測(cè)量數(shù)據(jù)誤差較大，可不用，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣的體積=$\frac{（346.3-10）+（345.7-10）}{2}$=336.0mL=0.336L
設(shè)生成0.336L氫氣，需鋁的質(zhì)量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g                     3×22.4L
x                        0.336L
解之得：x=0.27g
鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.27g}{1.0g}$×100%=27.0%．
故答案為：27.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氣體制備、氣體性質(zhì)、氣體制備裝置選擇、誤差分析等，測(cè)定氣體體積的方法，了解了點(diǎn)燃可燃性氣體前要檢驗(yàn)純度，極易溶于水的氣體的防倒吸，注意排液量氣法的注意問(wèn)題，題目難度中等．