Question

測量一定質量的鋁鋅合金與強酸溶液反應產生的氫氣的體積，可以求得合金中鋁和鋅的質量分數。現有下列實驗用品：中學化學實驗常用儀器、800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、銅網、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19g·cm^-3）、水。按圖2-1-2裝置進行實驗，回答下列問題（設合金樣品全部反應，產生的氣體不超過100mL）。

（1）補充下列實驗步驟，直到反應開始進行（鐵架臺和鐵夾的安裝可省略）：
①將稱量后的合金樣品用銅網小心包裹好，放在800mL燒杯底部，把短頸漏斗倒扣在樣品上面。
（2）合金樣品用銅網包裹的目的是：

Answer 1

（1）
②往燒杯中注入水，直至水面沒過漏斗頸末端。
③在100mL量筒中裝滿水，倒置在盛水的燒杯中（量筒中不應留有氣泡），使漏斗頸末端伸入量筒中。燒杯中水面到杯口至少保留約100mL空間。
④將長頸漏斗（或玻璃棒）插入燒杯并接近燒杯底部，通過它慢慢加入濃鹽酸，直至有氣體產生。
（2）使樣品在反應時能保持在燒杯底適當的位置（或答避免反應時樣品漂浮）。

【錯解分析】常見錯解分析： 第（1）問：①使燒杯注滿濃鹽酸。②燒杯注滿水；燒杯注入1/2（或400mL）水；少量水，使水面浸沒量筒上；使水面至漏斗口下方等。③用量筒盛滿濃鹽酸后，倒置在漏斗口上（先向燒杯注入2/3體積水）。④從漏斗口向漏斗里注入濃鹽酸，再把量筒盛滿水，拇指堵住量筒口，倒置，松開拇指，使量筒倒置在漏斗上。⑤將量筒用鐵架臺固定在漏斗上方，向燒杯里注滿水，使水充滿量筒。⑥另畫一整套裝置圖作答，與本題給出的圖示裝置無關。第（2）問：①銅網包裹下，減慢速率。②因反應劇烈，合金會飛濺，沖出漏斗。③防止合金被氧化。④銅絲是催化劑。⑤形成原電池，使反應加速等。
出現①誤區，是由于不明確實驗目的，對實驗的關鍵步驟不清楚，造成失誤。如果真的使燒杯注滿濃鹽酸，合金已經與鹽酸反應了，氣體并未收集，無法實現實驗目的。出現②誤區，是由于不理解實驗中加水量的關鍵位置是“直至水面沒過漏斗頸末端”，而是主觀地確定了一些加水的標準，導致失誤。出現③誤區，是由于這是一步危險操作，且無法實現本實驗目的，導致失誤。出現④誤區，是由于犯了與①誤區實質相同的錯誤，無法完成定量實驗，造成失誤。出現⑤誤區，是由于設計不合理，對“氣體是有體積的”不清楚，水無法進入倒置的充滿空氣的量筒中，造成失誤。出現⑥誤區，是由于答非所問，把題目完全理解錯了，導致失誤。
【正解】粗讀題目，對試題的整體有所了解，標出關鍵字詞。細讀題目，第（1）問要弄清以下幾個問題：
1．實驗目的：通過測量一定質量的鋁鋅合金與強酸溶液反應產生H₂的體積，求得合金中鋁和鋅的質量分數。
2．實驗用品：中學化學實驗常用儀器、800mL燒杯、100mL量筒、短頸玻璃漏斗、銅網、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸（密度1.19g·cm^-3）水。
3．實驗裝置：按圖示裝置進行實驗。
4．實驗步驟：給出第①步，要求補充實驗步驟，直到反應開始進行。
5．核心問題：完成量取氣體體積的定量實驗。
審清題目要求后，在“圖示”的啟發下，迅速聯想自左而右的制氣裝置、集氣裝置，將其遷移至此，變成自下而上的制氣裝置、集氣裝置（兼量氣裝置），按照準備好氣體發生裝置和收集裝置的順序，然后加入試劑，使反應發生的思路，補充②、③、④實驗步驟，問題便迎刃而解。