Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置（夾持裝置已略去，量氣管可上下移動(dòng)）可分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)	藥品	制取氣體	量氣管中液體
Ⅰ	銅片、濃HNO3（過(guò)量）	NO2	CCl4
Ⅱ		NH3	煤油
Ⅲ	MnO2，HCl（濃）	Cl2
Ⅳ	硅鐵合金、NaOH溶液	H2	H2O

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)前，某同學(xué)檢查裝置氣密性的操作方法是：將活塞K關(guān)閉，再將量氣管向上提高，其判斷裝置漏氣或不漏氣的現(xiàn)象分別是

 

（2）另一同學(xué)欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)1收集并測(cè)量NO₂氣體的體積來(lái)探究銅片的純度，所測(cè)得的結(jié)果比真實(shí)值偏�。ú豢紤]操作誤差），你認(rèn)為可能的原因是

 

．
（3）若進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ制NH₃，則燒瓶和分液漏斗中應(yīng)分別盛裝適量的

 

．
（4）若進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅲ，該裝置缺少的必須儀器是

 

；該反應(yīng)的離子方程式是

 

量氣管中最好裝的液體是

 

（選填字母代號(hào)）．
a．NaOH溶液　b水　C．飽和NaCl溶液　d．苯乙烯
（5）實(shí)驗(yàn)Ⅳ時(shí)，應(yīng)對(duì)量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：
①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，
②

 

，
③讀數(shù)時(shí)，視線與凹液面最低處水平相切．
經(jīng)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得以下數(shù)據(jù)（所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略滴入液體體積對(duì)氣體體積的影響）

編號(hào)	某硅鐵合金質(zhì)量	量氣管第一次讀數(shù)	量氣管第二次讀數(shù)
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	336.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計(jì)算出硅鐵合金中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）設(shè)法使裝置內(nèi)外形成氣壓差，看氣壓差變不變化是氣密性檢查的常用方法；
（2）根據(jù)二氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)判斷，二氧化氮?dú)饽苻D(zhuǎn)化為四氧化二氮，據(jù)此分析；
（3）實(shí)驗(yàn)室制NH₃；
（4）實(shí)驗(yàn)室用MnO₂和濃HCl制取氯氣原理；
（5）對(duì)量氣管讀數(shù)時(shí)，首先等實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫再進(jìn)行下一步操作，然后調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，最后讀數(shù)時(shí)視線與凹液面最低處相平．

解答： 解：（1）用液差法檢查是否漏氣，將活塞K關(guān)閉，再將量氣管向上提高使形成液面差，量氣管液面高于長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面，且始終保持不變，則裝置不漏氣，反之，則裝置漏氣；
故答案為：量氣管液面高于長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面，且始終保持不變，則裝置不漏氣；若量氣管中液面下降至與長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面相平，則裝置漏氣；
（2）二氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)：可以與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，也可以轉(zhuǎn)化為N₂O₄，存在2NO₂?N₂O₄的化學(xué)平衡，都使得氣體體積偏小；
故答案為：實(shí)驗(yàn)中存在2NO₂?N₂O₄的化學(xué)平衡，使得氣體體積偏小，（或部分NO₂溶于濃HNO₃，）；
（3）氨水中存在平衡：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；氧化鈣和水反應(yīng)放熱，使氨水更容易揮發(fā)成氨氣，消耗了水，而且還增加了氫氧根離子，使弱電解質(zhì)一水合氨的電離平衡逆向移動(dòng)，從而加大水中NH₃的濃度，有利于氨水揮發(fā)成氨氣；
故答案為：氧化鈣（或氫氧化鈉或堿石灰等）和濃氨水；
（4）實(shí)驗(yàn)Ⅲ為：MnO₂和濃HCl制取氯氣，MnO₂和濃HCl在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)方程式為：MnO₂+4HCl

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，故該裝置缺少的必須儀器是酒精燈，氯氣能和堿、烯烴反應(yīng)，也能溶于水，所以量氣管中液體不能選用NaOH溶液、苯乙烯和水，氯氣在飽和NaCl溶液溶解度很小，故選用選飽和NaCl溶液溶；
故答案為：酒精燈；MnO₂+4H⁺+2Cl^-

△   .

Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；c；
（5）為保證測(cè)出來(lái)的氣體體積是當(dāng)時(shí)大氣壓下的體積，在讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，②使量氣管兩端液面相平，因?yàn)橄嗥秸f(shuō)明兩邊液面上的壓強(qiáng)是一樣的，這樣測(cè)出來(lái)的氣體體積才是當(dāng)時(shí)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(huì)造成誤差； 
硅鐵合金中只有硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣，表中量氣管第二次讀數(shù)與第一次讀書(shū)之差為產(chǎn)生氫氣的體積，分析三組數(shù)值知，第②組實(shí)驗(yàn)誤差較大，應(yīng)該舍棄，故硅和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氣的體積=

346.3mL-10.0mL+345.7mL-10.0mL

2

=336.0（mL）
=0.336L；設(shè)生成0.336L氫氣，需硅的質(zhì)量為x
Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，
28g                2×22.4L
x                  0.336L            

28g

x

=

2×22.4L

0.336L

，解得x=0.21g
硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.21g

1.0g

×100%=21.0%
故答案為：使量氣管兩端液面相平；21.0%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了測(cè)定氣體體積的方法，難度不大，易錯(cuò)題是量氣管中液體的選擇，選擇標(biāo)準(zhǔn)是和該氣體不反應(yīng)．綜合性較強(qiáng)，計(jì)算時(shí)要注意數(shù)據(jù)的取舍．