Question

13．某同學設計如圖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	量氣管中液體
Ⅰ	Cu、稀HNO3	NO	H2O
Ⅱ	NaOH（s）、濃氨水	NH3
Ⅲ	過氧化鈉、水	O2	H2O
Ⅳ	鎂鋁合金、NaOH溶液	H2	H2O

（1）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”），原因是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．
（2）實驗Ⅲ燒瓶中發生反應的化學方程式是CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑．
（3）實驗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）該實驗剩余的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使量氣管與干燥管兩端液面相平；③視線與凹液面最低處相平．
（6）實驗Ⅳ獲得以下數據（所有氣體體積均已換算成標準狀況，忽略滴入液體體積對氣體體積的影響）：

編號	鎂鋁合金	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%．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）實驗Ⅲ用電石和水反應制取乙炔，乙炔可以燃燒，燃燒時火焰明亮并伴有濃烈的黑煙；
（3）氨氣極易溶于水，量氣管中的液體應該不含水且不與氨氣反應，最好用煤油；
（4）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）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；
（2）實驗室用電石和水來制取乙炔，反應原理為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑，乙炔可以燃燒，乙炔燃燒時，火焰明亮并伴有濃烈的黑煙，這是因為乙炔中含碳的質量分數比乙烯高，碳沒有完全燃燒的緣故，
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，
故答案為：c；
（4）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：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：使量氣管與干燥管兩端液面相平； 
（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=$\frac{（346.3-10）+（345.7-10）}{2}$=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
解之得：x=0.27g
鋁的質量分數=$\frac{0.27g}{1.0g}$×100%=27.0%．
故答案為：27.0%．

點評 本題考查了氣體制備、氣體性質、氣體制備裝置選擇、誤差分析等，測定氣體體積的方法，了解了點燃可燃性氣體前要檢驗純度，極易溶于水的氣體的防倒吸，注意排液量氣法的注意問題，題目難度中等．