Question

18．某研究性學習小組借助A～D的儀器裝置完成有關實驗

【實驗一】收集NO氣體．
（1）用裝置A收集NO氣體，正確的操作是C   （填字母）．
a．從①口進氣，用排水法集氣            b．從①口進氣，用排氣法集氣
c．從②口進氣，用排水法集氣            d．從②口進氣，用排氣法集氣
【實驗二】為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質量分數ω（Zn）和鍍層厚度，查詢得知鋅易溶于強堿：Zn+2NaOH=Na₂ZnO₂+H₂↑．據此，截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣，剪碎、稱得質量為m₁g．用固體燒堿和水作試劑，擬出下列實驗方案并進行相關實驗．
方案甲：通過測量試樣與堿反應生成的氫氣體積來實現探究目標．
（2）選用B和D     （填儀器標號）兩個裝置進行實驗．
（3）測得充分反應后生成氫氣的體積為VL（標準狀況），ω（Zn）=$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$．
（4）計算鍍層厚度，還需檢索的一個物理量是金屬鋅的密度．
（5）若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，測量結果將偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
方案乙：通過稱量試樣與堿反應前后的質量實現探究目標．選用儀器C做實驗，試樣經充分反應，濾出不溶物、洗滌、烘干，稱得其質量為m₂g．
（6）ω（Zn）=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}$．
方案丙：通過稱量試樣與堿反應前后儀器、試樣和試劑的總質量（其差值即為H₂的質量）實現探究目標．實驗同樣使用儀器C．
（7）從實驗誤差角度分析，方案丙劣于方案乙（填“優于”、“劣于”或“等同于”）．

Answer 1

分析 （1）NO能與氧氣反應，利用排水法收集NO，應短管進氣長管出水；
（2）Zn和Fe中只有Zn可以與NaOH產生氣體，通過排水收集氣體，根據反應方程式即可算出Zn的質量分數；
（3）計算生成氫氣的物質的量，根據電子守恒計算Zn的質量，進而計算Zn的質量分數；
（4）可以獲得Zn的質量，如果有密度，則可以求出Zn的體積，再由Zn的截面積可求出Zn的厚度；
（5）加入氫氧化鈉溶液排出空氣體積會計算在生成氫氣的體積之內，恒壓分液漏斗可以消除排出空氣體積的影響；
（6）固體減少的質量即為Zn的質量；
（7）生成H₂的質量遠小于消耗Zn的質量，測定的氫氣質量誤差偏大．

解答 解：（1）NO遇空氣立即被氧化，故不能用排空氣法收集，只能用排水法收集，排水時應用短進長出，
故答案為：C；
（2）Zn和Fe中只有Zn可以與NaOH產生氣體，通過排水收集氣體，根據反應方程式即可算出Zn的質量分數，所以需要的裝置有測H₂的體積的D裝置，
故答案為：D；
（3）根據電子轉移守恒，可知n（Zn）=n（H₂）=$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，則w （Zn）=$\frac{\frac{V}{22.4}mol×65g/mol}{{m}_{1}g}$=$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$，
故答案為：$\frac{64V}{22.4{m}_{1}}$；
（4）有可以獲得Zn的質量，如果有密度，則可以求出Zn的體積，再由Zn的截面積可求出Zn的厚度，
故答案為：金屬鋅的密度；
（5）加入氫氧化鈉溶液排出空氣體積會計算在生成氫氣的體積之內，導致氫氣體積偏大，計算Zn的質量分數偏大，恒壓分液漏斗可以消除排出空氣體積的影響，
故答案為：偏大；
（6）減少的質量即為Zn的質量，減少的質量為m₁g-m₂g，故ω（Zn）=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}$，
故答案為：$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{{m}_{1}}$；
（7）生成H₂的質量遠小于消耗Zn的質量，測定的氫氣質量誤差偏大，計算Zn的質量分數誤差偏大，故方案丙劣于方案乙，
故答案為：劣于．

點評 本題考查物質含量測定，關鍵是測定原理的理解，側重考查學生分析問題、設計實驗的能力，注意定量實驗中盡可能的減少誤差．