Question

甲、乙兩個探究性學(xué)習(xí)小組，擬在實驗室中通過鋁與足量的稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣來測定鋁的摩爾質(zhì)量．
甲組同學(xué)擬設(shè)計如圖甲所示的裝置完成實驗．
（1）實驗前如何檢驗Ⅰ裝置的氣密性

 

．
（2）寫出裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

 

；實驗中使用銅鋁合金的目的是

 

．
（3）乙組同學(xué)仔細(xì)分析了甲組同學(xué)的實驗裝置后認(rèn)為：稀硫酸滴入燒瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)的空氣排出，使所測氫氣的體積偏大；實驗結(jié)束后，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣的體積偏�。�于是他們設(shè)計了如圖乙所示的實驗裝置．裝置中導(dǎo)管a的作用是①

 

；②

 

．
（4）乙組同學(xué)在實驗中準(zhǔn)確測出4個數(shù)據(jù)，如下表：

	實驗前	實驗后
鋁銅合金質(zhì)量/g	m1	m2
量液管（C）液面讀數(shù)/mL	V1	V2

如果實驗條件下的氣體的摩爾體積是24.5L?mol^-1，利用上述數(shù)據(jù)寫出鋁的摩爾質(zhì)量的表達(dá)式：M=

 

g?mol^-1．
（5）若將鋁銅合金溶解，下列試劑中最好選用

 

（填編號）；理由是

 

．
a．濃硫酸　　b．稀硫酸　　c．稀硝酸     d．硫酸鐵溶液．

Answer 1

考點：鋁金屬及其化合物的性質(zhì)實驗

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)實驗室中常用的檢驗裝置氣密性的方法進(jìn)行解答；
（2）裝置Ⅰ中鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；從銅鋁形成原電池角度進(jìn)行分析；
（3）導(dǎo)管a能夠使錐形瓶和分液漏斗中的壓強相等，從而使稀硫酸順利滴下、減小了測定誤差；
（4）根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量差計算出鋁的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)前后量液管讀數(shù)計算出氫氣體積，根據(jù)氣體摩爾體積計算出氫氣物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應(yīng)方程式計算出鋁的物質(zhì)的量，最后根據(jù)M=

m

n

計算出Al的摩爾質(zhì)量．
（5）銅與稀硫酸不反應(yīng)，濃硫酸、稀硝酸在反應(yīng)中會產(chǎn)生污染氣體，而硫酸鐵能夠與鋁、銅反應(yīng)，且反應(yīng)中沒有污染氣體生成．

解答： 解：（1）檢驗Ⅰ裝置的氣密性方法為：用止水夾夾�、窈廷蜷g的膠管，向分液漏斗中加水，然后打開分液漏斗活塞，水滴入幾滴后就不再滴下說明氣密性良好，
故答案為：用止水夾夾�、窈廷蜷g的膠管，向分液漏斗中加水，然后打開分液漏斗活塞，水滴入幾滴后就不再滴下說明氣密性良好；
（2）裝置Ⅰ中鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸鋅，反應(yīng)的離子方程式為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；銅不與稀硫酸反應(yīng)，但是銅、鋁、硫酸原電池能夠形成原電池，加快反應(yīng)速率，
故答案為：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑；形成銅、鋁、硫酸原電池，加快反應(yīng)速率；
（3）裝置中導(dǎo)管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差，
故答案為：平衡分液漏斗和錐形瓶內(nèi)氣壓，便于硫酸滴下；消除硫酸滴入引起體積誤差；
（4）反應(yīng)消耗的鋁的質(zhì)量為：m（Al）=（m₁-m₂）g，反應(yīng)生成的氫氣的體積為：V₁-V₂，氫氣的物質(zhì)的量為：n（H₂）=

V

Vm

=

(V1-V2)×10-3L

24.5L/mol

=

V1-V2

24500

mol，根據(jù)反應(yīng)2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑可知，n（Al）=

2

3

n（H₂）=

V1-V2

24500

mol×

2

3

=

V1-V2

36750

mol，
則A的摩爾質(zhì)量為：M（Al）=

(m1-m2)g

V1-V2 36750 mol

=

36750(m1-m2)

V1-V2

g/mol，
故答案為：

36750(m1-m2)

V1-V2

g/mol；
（5）a．加熱條件下濃硫酸能夠溶解銅和鋁，但是反應(yīng)中有二氧化硫氣體生成，容易污染環(huán)境，不是最佳試劑，故a錯誤；
b．稀硫酸不與銅發(fā)生反應(yīng)，無法溶解銅，故b錯誤；　　
c．稀硝酸能夠溶解銅鋁合金，但反應(yīng)中有一氧化氮氣體生成，會造成環(huán)境污染，不是最佳試劑，故c錯誤； 
d．硫酸鐵溶液，鐵離子與鋁、銅都發(fā)生反應(yīng)，能夠溶解銅鋁合金，且沒有污染物生成，故d正確；
故答案為：d；不產(chǎn)生污染氣體．

點評：本題主要考查物質(zhì)含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設(shè)計等，題目難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，本題是對知識的綜合考查，需要學(xué)生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力