Question

某探究性学习小组设计如右图所示装置分别进行如下探究实验，请回答下列问题：

实验	药品	制取气体	量气管中的液体
Ⅰ	Cu、稀HNO3		H2O
Ⅱ	NaOH固体、浓氨水	NH3
Ⅲ	镁铝合金、足量NaOH溶液	H2	H2O

（1）实验I通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，有的同学认为该实验设计不可行，主要原因是                                 ；

（2）实验Ⅱ中量气管中的液体最好是     （填字母编号, 下同）

A．NaOH溶液          B．氨水           C．煤油            D．氯化铵溶液

实验剩余的NH₃需吸收处理，以下各种尾气吸收装置中，不能防止倒吸的是        ；

（3）①写出实验Ⅲ中涉及的离子反应方程式                                    ；

②反应前，先对量气管进行第一次读数。读数时，应注意的操作是                ，并使视线与凹液面最低处相平；反应后，待装置温度冷却到室温时，再对量气管进行第二次读数。实验前，如拆去导管D,测得的气体体积将         （填“偏大”、“偏小”、或“无影响”）。

③实验Ⅲ在25℃、1.01×10⁵Pa条件下获得以下数据：

编号	镁铝合金质量	量气管第一次读数	量气管第二次读数
①	1.0g	10.0mL	376.6mL
②	1.0g	10.0mL	364.7mL
③	1.0g	10.0mL	377.0mL

根据上述数据，计算出镁铝合金中铝的质量分数为               。

Answer

（1） NO会与装置空气中的氧气反应，影响测量结果

（2） C， BE

（3）①2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑ ② 保持装置B与装置C液面相平 偏大 ③ 29.5%

【解析】

试题分析：（1）一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮可与水反应生成一氧化氮和硝酸；装置Ⅰ中有空气，一氧化氮会与装置中的空气反应，生成的二氧化氮溶于水并与水反应，使测得的一氧化氮体积不准，所以不可以通过实验I收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度； （2）氨气为碱性气体，极易溶于水，量气管中的液体应该不含水且不与氨气反应，浓NaOH溶液、氨水、氯化铵溶液中含有水，氨气被水吸收，而氨气不溶于煤油，所以量气管中液体最好是煤油，故选C；A、对于极易溶于水的气体，吸收装置中的导管外联双球状导管内伸入到液体中，液体进入双球内，防止进入前端装置，能防止倒吸，故A正确；B、吸收装置中的导管下联漏斗，漏斗口伸入液面以下，易吸收易溶性气体，不能防止倒吸，故B错误；C、对于极易溶于水的气体，吸收装置中的导管与干燥管连接，当水进入干燥管内，烧杯内液面下降低于导管口，液体又流落到烧杯中，能防止倒吸，故C正确；D、氨气极易溶于水，不溶于四氯化碳，所以导管通入四氯化碳中，气泡向上到水层溶解，能防止倒吸，故D正确；E、氨气极易溶于水，导管插入溶液中形成喷泉，进气管在烧瓶口，液体经进气管倒流入前端装置，产生倒吸，故E错误；F、氨气极易溶于水，导管插入溶液中形成喷泉，进气管在烧瓶底部，液体不能流入前端装置，能防止倒吸，故F正确；所以能防倒吸的吸收装置有acdf，不能防倒吸的为BE；（3）①铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，离子反应方程式2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑；②在对量气管进行每一次读数时，都应注意保持装置B与装置C液面相平，并使视线与凹液面最低处相平；实验前，如拆去导管D，流下的液体会占据来之不易的体积，使得测得的气体体积将偏大；③第2次测量数据误差较大，应该舍弃，铝和氢氧化钠反应生成氢气的体积为：[(376.6−10.0)+(377.0−10)]/2=366.8mL=0.3668L，

设生成0.3668L氢气，需铝的质量为x

2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑

54g 3×22.4L

x 0.3668L

则：x= =0.295g，

铝的质量分数为：0.295g/1.0g×100%=29.5%。

考点：考查物质性质实验方案的设计方法