Question

某化學(xué)興趣小組利用廢舊電池進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一起參與研究，并回答問(wèn)題：
實(shí)驗(yàn)1 探究銅帽的成分
為測(cè)出銅帽中與銅形成合金的金屬（M）的相對(duì)原子質(zhì)量，以研究銅帽的成分是否為黃銅（Cu-Zn合金）．稱取銅帽a g，制成粉末，加入足量稀硫酸，測(cè)得產(chǎn)生氣體的體積為V L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），過(guò)濾反應(yīng)后的混合物，將濾渣洗滌并低溫烘干，稱得質(zhì)量為b g．
（1）反應(yīng)裝置和量氣裝裝置最好分別選用下圖中的

 

和

 

（填字母）．

（2）金屬M(fèi)（設(shè)化合價(jià)與鋅相同）的相對(duì)原子質(zhì)量為

 

（用含a、b、V的式子表示）．若烘干時(shí)溫度過(guò)高，則測(cè)得金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量將

 

（填“偏大”“偏小”“無(wú)影響”）．
實(shí)驗(yàn)2  回收二氧化錳和氯化銨，并檢驗(yàn)氯化銨
干電池填料為二氧化錳、炭粉、氯化銨和氯化鋅等，NH₄Cl、ZnCl₂的溶解度曲線如圖．回收物質(zhì)的流程如下：

（1）灼燒濾渣1的目的是

 

．加熱蒸發(fā)濾液1時(shí)，氯化銨先析出的原因是

 

，蒸發(fā)至有晶體出現(xiàn)時(shí)，要改用低溫加熱的原因是

 

．
（2）鑒定氯化銨時(shí)，必需用到的試劑或試紙有

 

．
實(shí)驗(yàn)3  探究酸濃度對(duì)MnO₂+H₂O₂反應(yīng)速率的影響
已知MnO₂+H₂O₂+2H⁺═Mn²⁺+O₂↑+2H₂O，現(xiàn)取等量MnO₂和下表有關(guān)物質(zhì)，在相同溫度下進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn)，分別記錄收集20.0mL氧氣所需時(shí)間．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
10%H2O2的體積/mL	5.0	5.0	V1	V2
20%硫酸的體積/mL	0	0.5	1.0	V3
水的體積/mL	15	14.5	V4	13.5
所需時(shí)間t/s	t1	t2	t3	t4

（1）上表中V₁=

 

，V₃=

 

．
（2）有同學(xué)提出實(shí)驗(yàn)I不可作為實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其理由是

 

．
（3）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得t₂＞t₃＞t₄，則可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,銨離子檢驗(yàn),濃度、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：實(shí)驗(yàn)1：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體發(fā)生裝置是利用固體和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，AB裝置比較分析，B裝置分液漏斗中的液體能順利流下，便于操作；量氣裝置是測(cè)定生成氣體體積，比較CD裝置，D裝置中需要排液體的壓強(qiáng)小，量氣管精確度比量筒高，便于調(diào)節(jié)兩邊的液面相平，易于讀取和操作；
（2）依據(jù)金屬固體中的金屬和稀硫酸反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算，誤差分析，溫度高，金屬會(huì)和氧氣反應(yīng)生成金屬氧化物導(dǎo)致最后得到固體質(zhì)量增大，測(cè)定M的相對(duì)原子質(zhì)量減��；
實(shí)驗(yàn)2：
（1）依據(jù)流程分析灼燒濾渣1的目的是為了除去碳粉；加熱蒸發(fā)濾液1時(shí)依據(jù)溶解度曲線變化，氯化銨的溶解度隨溫度變化不大，蒸發(fā)溶劑氯化銨會(huì)先析出；大量晶體析出后，在低溫下加熱的目的是避免析出的氯化銨固體分解；
（2）依據(jù)銨根離子檢驗(yàn)需要?dú)溲趸�鈉溶液和紅色濕潤(rùn)的石蕊試紙檢驗(yàn)，氯離子需要硝酸酸化的硝酸銀溶液來(lái)檢驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)3：
（1）因探究酸濃度對(duì)速率的影響，故其他條件相同；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，而加入硫酸后，二氧化錳為氧化劑，反應(yīng)原理不同；
（3）分析酸的用量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系．

解答： 解：實(shí)驗(yàn)1：
（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，�?shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體發(fā)生裝置是利用固體和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，AB裝置比較分析，A裝置中分液漏斗中的液體和B裝置相比，B裝置分液漏斗中的液體能順利流下，便于操作，所以選擇B；量氣裝置是測(cè)定生成氣體體積，比較CD裝置，C裝置需要較大的壓強(qiáng)排除廣口瓶中的水，和D裝置比較，D裝置中需要排液體的壓強(qiáng)小，量氣管精確度比量筒高，便于調(diào)節(jié)兩邊的液面相平，易于讀取和操作，所以選擇D；
故答案為：B D；
（2）探究銅帽的成分是否為黃銅（Cu-Zn合金）．稱取銅帽a g，制成粉末，加入足量稀硫酸，測(cè)得產(chǎn)生氣體的體積為V L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），過(guò)濾反應(yīng)后的混合物，將濾渣洗滌并低溫烘干，稱得質(zhì)量為b g．
固體溶解的是金屬M(fèi)的質(zhì)量=ag-bg，生成氣體為氫氣，物質(zhì)的量

VL

22.4L/mol

；M的化合價(jià)與鋅相同依據(jù)M和稀硫酸反應(yīng)定量關(guān)系：M+H₂SO₄=MSO₄+H₂↑，n（M）=n（H₂），M的摩爾質(zhì)量=

(a-b)g

V 22.4 mol

=

22.4(a-b)

V

g/mol，金屬M(fèi)（設(shè)化合價(jià)與鋅相同）的相對(duì)原子質(zhì)量為

22.4(a-b)

V

；若烘干時(shí)溫度過(guò)高，金屬被氧氣氧化，固體質(zhì)量增大，則測(cè)得金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量將偏��；
故答案為：

22.4(a-b)

V

，偏�。�
實(shí)驗(yàn)2：
（1）干電池填料為二氧化錳、炭粉、氯化銨和氯化鋅等，依據(jù)流程分析，濾渣1中主要是二氧化錳、炭粉，灼燒濾渣1的目的是為了除去碳粉；濾液1中主要是NH₄Cl、ZnCl₂的溶液，加熱蒸發(fā)濾液1時(shí)依據(jù)溶解度曲線變化，氯化銨的溶解度隨溫度變化不大，蒸發(fā)溶劑過(guò)程中氯化銨會(huì)先析出；當(dāng)大量晶體析出后，在低溫下加熱的目的是避免析出的氯化銨固體分解；
故答案為：除去炭粉，氯化銨的溶解度較小；防止氯化銨受熱分解；
（2）依據(jù)銨根離子檢驗(yàn)需要?dú)溲趸�鈉溶液和紅色濕潤(rùn)的石蕊試紙檢驗(yàn)，氯離子需要硝酸酸化的硝酸銀溶液來(lái)檢驗(yàn)，鑒定氯化銨時(shí)，必需用到的試劑或試紙有；氫氧化鈉溶液、紅色杠蕊試紙（pH試紙）、硝酸銀溶液、稀硝酸；
故答案為：氫氧化鈉溶液、紅色杠蕊試紙（pH試紙）、硝酸銀溶液、稀硝酸；
實(shí)驗(yàn)：
（1）因探究酸濃度對(duì)速率的影響，故其他條件相同，10%H₂O₂的體積不變，混合溶液的總體積不變，所以V₁=V₂=5.0mL，V₃=（20-5.0-13.5）mL=1.5mL；
故答案為：5.0；1.5；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中二氧化錳是過(guò)氧化氫分解的催化劑，而加入硫酸后，二氧化錳為氧化劑，反應(yīng)原理不同，實(shí)驗(yàn)I不可作為實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，
故答案為：實(shí)驗(yàn)I中MnO₂將作為催化劑，其他三組實(shí)驗(yàn)中二氧化錳作氧化劑，反應(yīng)原理不同，且酸量不同；
（3）從數(shù)據(jù)可看出，酸用量越多，酸的濃度越大，所需時(shí)間越短；
故答案為：酸濃度越大，反應(yīng)速率越快．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)方法和操作，離子檢驗(yàn)，反應(yīng)速率的測(cè)定及影響因素，中等難度，注意在比較外界反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，要限定其他條件相同，改變一個(gè)條件，這是解題的依據(jù)．