Question

【题目】某同学通过以下装置测定M样品(只含Fe、Al、Cu)中各成分的质量分数。取两份质量均为m g的M样品，按实验1(如图1)和实验2(如图2)进行实验，该同学顺利完成了实验并测得气体体积分别为V1 mL和V2 mL(已折算到标准状况下)。

(1)写出实验1中发生反应的离子方程式：______________________________。

(2)实验1装置中小试管的作用是___________________________________________________。

(3)对于实验2，平视读数前应依次进行的两种操作是：①___________________②___________________。

(4)M样品中铜的质量的数学表达式为(用m 、V1和V2 表示)：__________________________。

(5)实验1进行实验前，B瓶中水没有装满，使测得气体体积____________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”，下同)；若拆去实验2中导管a，使测得气体体积___________。

Answer 1

【答案】2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑ 液封，避免氢气从长颈漏斗中逸出；控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢；节省药品。 冷却到室温 调整BC液面相平 m g－(28V2-19V1)/11200g 无影响 偏大

【解析】

据题意，M只含铁、铝、铜三种金属，其中铝既能与强酸反应，又能与强碱反应；铁只能溶于强酸，不溶于强碱；铜既不溶于氢氧化钠，也不溶于稀硫酸，结合装置图和问题分析解答。

（1）实验1中氢氧化钠溶液只与铝反应，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑；

（2）实验1的装置中，小试管的作用是对长颈漏斗起到液封作用，防止氢气逸出，通过控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢，调节化学反应速率，同时节省药品；

（3）气体的体积受温度和压强影响大，因此对于实验2，平视读数前应等到冷却到室温，并上下移动C量气管，使B、C液面相平，其目的是使B管收集的气体压强等于外界大气压，这样读得的读数才准确；

（4）根据V1结合铝与氢氧化钠的反应可知样品中铝的质量为27V1/33600g，铁和铝都与酸反应生成氢气，所以根据V2-V1即为铁与盐酸反应生成的氢气，所以样品中铁的质量为56（V2-V1）/22400g，所以样品中铜的质量为m g－27V1/33600g－56（V2-V1）/22400g＝m g－(28V2-19V1)/11200g；

（5）如果实验前B瓶液体没有装满水，不影响实验结果，因为理论上B管收集的气体体积等于排入C管里液体的体积；若拆去导管a，加入液体时，排出锥形瓶中部分空气，导致测定的气体体积偏大。