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28.绍兴黄酒闻名中外,小柯想知道黄酒的密度,于是利用实验室的器材做了测量黄酒密度的实验。
(1)为使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是(填字母)。
A.调节天平平衡
B.计算黄酒的密度
C.用天平测出烧杯和剩余黄酒的质量
D.将烧杯中的黄酒部分倒入量筒中,读出黄酒的体积
E.在烧杯中盛适量的黄酒,用天平测出黄酒和烧杯的总质量
(2)调节天平时出现了如图甲所示的情况,则小柯接下来应进行的操作是。
(3)在(1)中,步骤C测得的质量为48.4g,步骤D量筒内的液面如图丙所示,步骤E右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,则烧杯和黄酒的总质量为g,测得黄酒的密度为g/cm³。
(4)小柯不小心将量筒打碎了,哥哥说只用天平也能测量出黄酒的密度。于是小柯添加了两个烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤:
①调好天平,用天平测出空烧杯的质量为$m_0$。
②将烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为$m_1$。
③将烧杯里的水倒干净再装满黄酒,用天平测出烧杯和黄酒的总质量为$m_2$。
④计算黄酒的密度:$\rho=$(水的密度为$\rho_{水}$)。
(5)哥哥还向小柯科普,酒是用粮食酿制而成的,粮食被分解后的主要成分是葡萄糖($\ce{C6H12O6}$)。请计算1800kg葡萄糖中碳元素的质量与多少千克酒精($\ce{C2H6O}$)中碳元素的质量相等。
(1)为使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是(填字母)。
A.调节天平平衡
B.计算黄酒的密度
C.用天平测出烧杯和剩余黄酒的质量
D.将烧杯中的黄酒部分倒入量筒中,读出黄酒的体积
E.在烧杯中盛适量的黄酒,用天平测出黄酒和烧杯的总质量
(2)调节天平时出现了如图甲所示的情况,则小柯接下来应进行的操作是。
(3)在(1)中,步骤C测得的质量为48.4g,步骤D量筒内的液面如图丙所示,步骤E右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,则烧杯和黄酒的总质量为g,测得黄酒的密度为g/cm³。
(4)小柯不小心将量筒打碎了,哥哥说只用天平也能测量出黄酒的密度。于是小柯添加了两个烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤:
①调好天平,用天平测出空烧杯的质量为$m_0$。
②将烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为$m_1$。
③将烧杯里的水倒干净再装满黄酒,用天平测出烧杯和黄酒的总质量为$m_2$。
④计算黄酒的密度:$\rho=$(水的密度为$\rho_{水}$)。
(5)哥哥还向小柯科普,酒是用粮食酿制而成的,粮食被分解后的主要成分是葡萄糖($\ce{C6H12O6}$)。请计算1800kg葡萄糖中碳元素的质量与多少千克酒精($\ce{C2H6O}$)中碳元素的质量相等。
答案
AEDCB
将平衡螺母向右调节
72.4
0.8
$\frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_$水
解：1380kg 葡萄糖的碳元素的质量为$1800kg×\frac{72}{180}×100%=720kg,$
设含有720kg碳元素的酒精的质量为x，
则$x×\frac{24}{46}×100%=720kg$
解得x=1380kg
将平衡螺母向右调节
72.4
0.8
$\frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_$水
解：1380kg 葡萄糖的碳元素的质量为$1800kg×\frac{72}{180}×100%=720kg,$
设含有720kg碳元素的酒精的质量为x，
则$x×\frac{24}{46}×100%=720kg$
解得x=1380kg
解析
【分析】
测量液体密度时，为减小误差，需先测烧杯和黄酒总质量，倒出部分后测体积，再测剩余总质量，最后计算密度，据此确定步骤顺序；调节天平时指针偏左，需向右调平衡螺母；计算密度时利用倒出液体的质量和体积；只用天平和烧杯测密度时，利用相同体积的水和黄酒体积相等推导；化学计算中，根据元素质量分数计算碳元素质量，再反推酒精质量。
【解析】
(1) 测量黄酒密度的合理步骤：先调节天平平衡（A），再测烧杯和黄酒总质量（E），接着将部分黄酒倒入量筒测体积（D），再测烧杯和剩余黄酒质量（C），最后计算密度（B），故顺序为AEDCB。
(2) 图甲中天平指针偏左，说明左侧偏重，接下来应将平衡螺母向右调节，直至天平平衡。
(3) 烧杯和黄酒总质量为砝码质量加游码示数：$50g + 20g + 2.4g = 72.4g$；倒出黄酒的质量为$72.4g - 48.4g = 24g$；量筒中黄酒体积为$30mL = 30cm^3$，则黄酒密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{24g}{30cm^3} = 0.8g/cm^3$。
(4) 烧杯装满水时，水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$，烧杯容积$V = \frac{m_{水}}{\rho_{水}} = \frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$；装满黄酒时，黄酒质量$m_{酒}=m_2 - m_0$，体积等于烧杯容积，故黄酒密度$\rho_{酒} = \frac{m_{酒}}{V} = \frac{m_2 - m_0}{\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}} = \frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_{水}$。
(5) 葡萄糖中碳元素质量分数：$\frac{12×6}{12×6 + 1×12 + 16×6} = \frac{72}{180}$，1800kg葡萄糖中碳元素质量为$1800kg×\frac{72}{180}=720kg$；酒精中碳元素质量分数为$\frac{12×2}{12×2 + 1×6 + 16} = \frac{24}{46}$，设酒精质量为$x$，则$x×\frac{24}{46}=720kg$，解得$x=1380kg$。
【答案】
AEDCB；将平衡螺母向右调节；72.4；0.8；$\frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_水$；1380kg
【知识点】
密度测量；天平使用；元素质量计算
【点评】
本题综合考查密度测量实验、天平调节、特殊方法测密度及化学元素质量计算，需掌握实验步骤合理性、天平规则、密度公式及元素质量分数计算，难度适中。
【难度系数】
0.5
测量液体密度时，为减小误差，需先测烧杯和黄酒总质量，倒出部分后测体积，再测剩余总质量，最后计算密度，据此确定步骤顺序；调节天平时指针偏左，需向右调平衡螺母；计算密度时利用倒出液体的质量和体积；只用天平和烧杯测密度时，利用相同体积的水和黄酒体积相等推导；化学计算中，根据元素质量分数计算碳元素质量，再反推酒精质量。
【解析】
(1) 测量黄酒密度的合理步骤：先调节天平平衡（A），再测烧杯和黄酒总质量（E），接着将部分黄酒倒入量筒测体积（D），再测烧杯和剩余黄酒质量（C），最后计算密度（B），故顺序为AEDCB。
(2) 图甲中天平指针偏左，说明左侧偏重，接下来应将平衡螺母向右调节，直至天平平衡。
(3) 烧杯和黄酒总质量为砝码质量加游码示数：$50g + 20g + 2.4g = 72.4g$；倒出黄酒的质量为$72.4g - 48.4g = 24g$；量筒中黄酒体积为$30mL = 30cm^3$，则黄酒密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{24g}{30cm^3} = 0.8g/cm^3$。
(4) 烧杯装满水时，水的质量$m_{水}=m_1 - m_0$，烧杯容积$V = \frac{m_{水}}{\rho_{水}} = \frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}$；装满黄酒时，黄酒质量$m_{酒}=m_2 - m_0$，体积等于烧杯容积，故黄酒密度$\rho_{酒} = \frac{m_{酒}}{V} = \frac{m_2 - m_0}{\frac{m_1 - m_0}{\rho_{水}}} = \frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_{水}$。
(5) 葡萄糖中碳元素质量分数：$\frac{12×6}{12×6 + 1×12 + 16×6} = \frac{72}{180}$，1800kg葡萄糖中碳元素质量为$1800kg×\frac{72}{180}=720kg$；酒精中碳元素质量分数为$\frac{12×2}{12×2 + 1×6 + 16} = \frac{24}{46}$，设酒精质量为$x$，则$x×\frac{24}{46}=720kg$，解得$x=1380kg$。
【答案】
AEDCB；将平衡螺母向右调节；72.4；0.8；$\frac{m_2 - m_0}{m_1 - m_0}\rho_水$；1380kg
【知识点】
密度测量；天平使用；元素质量计算
【点评】
本题综合考查密度测量实验、天平调节、特殊方法测密度及化学元素质量计算，需掌握实验步骤合理性、天平规则、密度公式及元素质量分数计算，难度适中。
【难度系数】
0.5
