Question

5．某實(shí)驗(yàn)小組擬用小顆粒狀鋁硅合金與足量稀硫酸的反應(yīng)（已知硅與稀硫酸不反應(yīng)），測(cè)定通常狀況（20℃，101kPa）下的氣體摩爾體積．?dāng)M選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：

（1）該小組同學(xué)必須選用的裝置依次連接的合理順序?yàn)锳、E、D、G．
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，開始時(shí)稀硫酸能滴人錐形瓶中，
一段時(shí)間后稀硫酸不能順利滴人錐形瓶中，其原因是鋁與稀硫酸反應(yīng)生成氣體且放熱，使錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大
（3）金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，測(cè)量實(shí)驗(yàn)中生成H₂體積的操作方法是
（5）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測(cè)得3個(gè)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)前鋁硅合金的質(zhì)量m₁g，實(shí)驗(yàn)后殘留固體的質(zhì)量m₂g，實(shí)驗(yàn)后量筒中液面讀數(shù)為V mL．則通常狀況下氣體摩爾體積V_m=$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$ L/mol．若合金中含少量銅，則所測(cè)得的V_m將無影響（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）裝置的組裝順序：合金與水反應(yīng)，用排水量氣法測(cè)定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長(zhǎng)出，增大壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部；
（2）鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大；
（3）鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣；
（4）保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等是讀取示數(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)；
（5）硅鋁合金中，只有金屬鋁可以和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，硅和硫酸之間不反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中量的關(guān)系來計(jì)算即可．

解答 解：（1）①裝置的組裝順序：合金與水反應(yīng)，用排水量氣法測(cè)定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長(zhǎng)出，利用增大壓強(qiáng)原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部，故連接順序?yàn)椋篍、D、G；
故答案為：E、D、G；
（2）鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大，導(dǎo)致硫酸不能順利滴入錐形瓶；
故答案為：鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大；
（3）金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑，故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；
（4）根據(jù)氣壓原理，待實(shí)驗(yàn)裝置冷卻后，上下移動(dòng)量筒使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，此時(shí)的體積即為常溫常壓下的體積，即氫氣在通常狀況時(shí)的體積，
故答案為：待實(shí)驗(yàn)裝置冷卻后，上下移動(dòng)量筒使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，即氫氣在通常狀況時(shí)的體積；
（5）實(shí)驗(yàn)前鋁硅合金的質(zhì)量m₁ g，實(shí)驗(yàn)后殘留固體的質(zhì)量m₂ g，則金屬鋁的質(zhì)量是m₁-m₂，實(shí)驗(yàn)后量筒中液面讀數(shù)為VmL，即產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量是$\frac{V×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理：
       2Al～3H₂↑
       2          3
 $\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{27}$      $\frac{V×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$
解得Vm=$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$L•moL^-1，若合金中含有金屬銅，不會(huì)和硫酸之間反應(yīng)，和含有硅是一樣的結(jié)果，
故答案為：$\frac{9V}{500（{m}_{1}-{m}_{2}）}$；無影響．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)含量的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，題目難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合考查，需要學(xué)生具有知識(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力．