Question

10．一定質(zhì)量的鎂與足量鹽酸反應(yīng)，用排水法測(cè)量產(chǎn)生氫氣的體積，查密度表求出氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出鎂的相對(duì)原子質(zhì)量．請(qǐng)利用如圖給定儀器組裝一套測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置（每種儀器只用一次），并回答相關(guān)問(wèn)題．
（1）假設(shè)氣流方向由左向右，則各導(dǎo)管接口的連接先后順序?yàn)閍、d、c、b（填字母）；寫出A中反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（2）連接好儀器后，要進(jìn)行的操作有以下幾步：
①待A中物質(zhì)恢復(fù)至室溫時(shí)，讀取量筒B中水的體積．
②擦掉鎂條表面的氧化膜，置于天平上稱量后，立即投入試管A中．
③檢查裝置的氣密性．
④旋開儀器A上分液漏斗的活塞，當(dāng)鎂條完全溶解后關(guān)閉活塞．上述操作的先后順序是③②④①．
（3）分析下列其中一實(shí)驗(yàn)步驟出現(xiàn)的狀況（其他操作均正確），將會(huì)使所測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏低的是ABD（填字母）．
A．裝置的氣密性不夠好
B．裝置A中還有氫氣未排除
C．試管A尚未冷卻至室溫就讀取量筒B中水的體積
D．未擦凈鎂條表面氧化膜就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（4）將質(zhì)量M克的鎂與足量稀鹽酸反應(yīng)，測(cè)量產(chǎn)生氫氣體積為V毫升，試計(jì)算鎂的相對(duì)原子質(zhì)量為$\frac{2M}{9V×1{0}^{-5}}$（填代數(shù)式，設(shè)氫氣密度為0.09g/L）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)要想排出洗氣瓶中的液體時(shí)，氣體要從短導(dǎo)管進(jìn)入，液體從長(zhǎng)導(dǎo)管排出解答，根據(jù)金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)時(shí)會(huì)生成硫酸鎂和氫氣解答；
（2）根據(jù)連接好儀器后，要先檢查氣密性，再放入藥品，然后收集氣體解答；
（3）根據(jù)題中信息進(jìn)行分析解答；
（4）根據(jù)氫氣的質(zhì)量利用方程式進(jìn)行計(jì)算解答．

解答 解：（1）假設(shè)氣流方向由左向右，則各儀器的接口連接的先后順序?yàn)?a、d、c、b，注意要想排出洗氣瓶中的液體時(shí)，氣體要從短導(dǎo)管進(jìn)入，液體從長(zhǎng)導(dǎo)管排出．金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)時(shí)會(huì)生成硫酸鎂和氫氣，其方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求可知該實(shí)驗(yàn)的操作步驟是：連接好儀器后，要先檢查氣密性，在對(duì)鎂的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，再放入藥品，進(jìn)行反應(yīng)，然后收集并測(cè)量氣體的體積．
（3）
A、裝置的氣密性不夠好，使生成氫氣比理論上要少，這將會(huì)使所測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏高；
B、裝置A的試管中剩余部分產(chǎn)生的氫氣，使生成氫氣比理論上要少，這將會(huì)使所測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏高；
C、若未將試管A冷卻至室溫就測(cè)量量筒B中水的體積，B中的水的體積要比實(shí)際體積大，就造成生成的氫氣多的假象，這將會(huì)使所得鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏低；
D、若未擦凈鎂條表面氧化膜就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，氧化鎂會(huì)與酸反應(yīng)，但不生成氫氣，使生成氫氣比理論上要少，將會(huì)使所測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏高；
（4）設(shè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量為X，V毫升=V×10^-3L，0.09g/L×V×10^-3L=9V×10^-5g
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
X                            2
Mg                       9V×10^-5g
$\frac{X}{Mg}=\frac{2}{9V×1{0}^{-5}g}$
X=$\frac{2M}{9V×1{0}^{-5}}$

答案為：
（1）a、d、c、b          Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）③②④①
（3）ABD
（4）=$\frac{2M}{9V×1{0}^{-5}}$．

點(diǎn)評(píng) 典型的實(shí)驗(yàn)探究題，熟練掌握實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致出現(xiàn)誤差的原因，并能分析清楚每步實(shí)驗(yàn)的目的即可準(zhǔn)確解答該題．此題比較新穎，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一種物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，要準(zhǔn)確稱量反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量，這樣才能得出準(zhǔn)確的結(jié)果．