Question

5．某同學設計如圖1所示裝置分別進行探究實驗（夾持裝置已略去），請回答下列問題：

實驗	藥品	制取氣體	量氣管中的液體
Ⅰ	Cu、稀HNO3		H2O
Ⅱ	NaOH固體、濃氨水	NH3
Ⅲ	Na2SO3固體、濃H2SO4	SO2
Ⅳ	鎂鋁合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

（1）實驗過程中，使用分液漏斗滴加液體的操作是打開分液漏斗上口的活塞（或將活塞上的凹槽與瓶口上的小孔對齊），旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加．
（2）該同學認為實驗I可通過收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度，你認為是否可行？不可行（填“可行”或“不可行”）．原因為NO會與裝置中空氣反應，生成NO₂溶于水，使測得的NO氣體體積不準
（3）實驗Ⅲ燒瓶中產生的SO₂氣體通入溴水溶液中發生反應的離子方程式是SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-．
（4）實驗Ⅱ中量氣管中的液體最好是c（填字母編號，下同）．
a．濃NaOH溶液    b．氨水    c．煤油    d．氯化銨溶液
該實驗剩余的NH₃需吸收處理．如圖2，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）本實驗應對量氣管多次讀數，讀數時應注意：①將實驗裝置恢復到室溫，②使量氣管兩端液面相平，③視線與凹液面最低處相平．
（6）實驗Ⅳ獲得以下數據（所有氣體體積已換算成標準狀況，忽略滴入液體體積對氣體體積的影響）

編號	鎂鋁合金度量	量氣管第一次讀數	量氣管第二次讀數
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據上述數據，可計算出鎂鋁合金中鋁的質量分數為27.0%．（H：1   Mg：24   Al：27）

Answer 1

分析 （1）分液漏斗加液時要注意內外空氣相通，壓強相等，液體才能順利流下；
（2）實驗Ⅰ裝置中有空氣，一氧化氮與空氣反應生成二氧化氮，二氧化氮溶于水；
（3）SO₂氣體通入溴水溶液中發生反應生成硫酸和溴化氫；
（4）氨氣極易溶于水，量氣管中的液體應該不含水且不與氨氣反應，最好用煤油；極易溶于水的氣體，若吸收時導管伸入水中，由于氣體溶于水，導致裝置內壓強急劇降低，外界大氣壓壓著液體進入，產生倒吸現象；
（5）對量氣管讀數時，首先等實驗裝置恢復到室溫再進行下一步操作，然后調節量氣管使左右液面相平，最后讀數時視線與凹液面最低處相平；
（6）實驗Ⅳ，鋁和氫氧化鈉反應，根據量氣管的第二次讀數-第一次讀數=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量，最后計算出鎂鋁合金中鋁的質量分數．

解答 解：（1）分液漏斗用于氣體發生器中控制加液，也常用于互不相溶的幾種液體的分離，加液時要注意內外空氣相通，壓強相等，液體才能順利流下，具體操作為：打開分液漏斗上口的活塞（或將活塞上的凹槽與瓶口上的小孔對齊），旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加，
故答案為：打開分液漏斗上口的活塞（或將活塞上的凹槽與瓶口上的小孔對齊），旋開分液漏斗的旋塞，緩慢滴加；
（2）一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮可與水反應生成一氧化氮和硝酸；裝置Ⅰ中有空氣，一氧化氮會與裝置中的空氣反應，生成的二氧化氮溶于水并與水反應，使測得的一氧化氮體積不準，所以不可以通過實驗I收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度，
故答案為：不可行；NO會與裝置中空氣反應，生成NO₂溶于水，使測得的NO氣體體積不準；
（3）SO₂氣體通入溴水溶液中發生反應生成硫酸和溴化氫，反應的離子方程式為SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-；
（4）氨氣為堿性氣體，極易溶于水，量氣管中的液體應該不含水且不與氨氣反應，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，故選c；
A．對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導管外聯雙球狀導管內伸入到液體中，液體進入雙球內，防止進入前端裝置，能防止倒吸；故A正確；
B．吸收裝置中的導管下聯漏斗，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．對于極易溶于水的氣體，吸收裝置中的導管與干燥管連接，當水進入干燥管內，燒杯內液面下降低于導管口，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，導管插入溶液中形成噴泉，進氣管在燒瓶口，液體經進氣管倒流入前端裝置，產生倒吸，故E錯誤；
F．氨氣極易溶于水，導管插入溶液中形成噴泉，進氣管在燒瓶底部，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：c；ACDF；
（5）根據PV=nRT，為保證測出來的氣體體積是當時大氣壓下的體積，在讀數時應注意：①將實驗裝置恢復到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因為相平說明兩邊液面上的壓強是一樣的，這樣測出來的氣體體積才是當時大氣壓下的體積，③視線與凹液面最低處相平，俯視或仰視會造成誤差，
故答案為：使量氣管兩端液面相平； 
（6）第2次測量數據誤差較大，可不用，鋁和氫氧化鈉反應生成氫氣的體積=$\frac{（346.3-10.0）+（345.7-10）}{2}$=336.0mL=0.336L
設生成0.336L氫氣，需鋁的質量為x
2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑
54g                     3×22.4L
x                        0.336L
$\frac{3×22.4L}{0.336L}$=$\frac{54g}{x}$，解之得：x=0.27g
鋁的質量分數=$\frac{0.27g}{1.0g}$=27.0%，
故答案為：27.0%．

點評 本題考查了物質性質實驗方案的設計方法，題目難度中等，明確常見物質的性質及實驗操作基本方法為解答關鍵，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力．