Question

8．化學(xué)學(xué)習(xí)小組用金屬鎂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
（1）甲同學(xué)利用如圖裝置進(jìn)行空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，待鎂條燃燒完全并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．
①正常情況下，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的$\frac{1}{5}$．根據(jù)空氣的組成同學(xué)們推出減少的氣體為氧氣和氮?dú)猓?br />②下列是同學(xué)們對(duì)“測(cè)定空氣里氧氣的含量”實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，其中錯(cuò)誤的是D（填選項(xiàng)字母代號(hào)）
A、裝置不漏氣是實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一           B、可燃物用量不足會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論
C、瓶?jī)?nèi)氣壓變小能將水吸入集氣瓶?jī)?nèi)                 D、燃燒結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行測(cè)量
（2）乙同學(xué)將燃著的鎂條插入盛有二氧化碳的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)鎂條繼續(xù)燃燒，集氣瓶壁上有黑色固體和白色固體產(chǎn)生，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．
分析實(shí)驗(yàn)（1）、（2），你對(duì)燃燒有了哪些新的認(rèn)識(shí)？（寫出一條即可）
（3）丙同學(xué)將鎂條插入硝酸銅、硝酸鋅的混合溶液中，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V渣中滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，則濾渣中一定含有銅，鋅，濾液中一定含有的金屬離子是鎂離子．
（4）丁同學(xué)將3.6g鎂帶放入100g稀硫酸中，正好完全反應(yīng)，試計(jì)算該硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）空氣成分測(cè)定中已知氧氣是占空氣體積的五分之一，而用鎂條做該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果是70%，說明鎂條和空氣中的其他成分而其他成分中能達(dá)到如此比例的也只有氮?dú)猓�所以可以推測(cè)應(yīng)該是和氧氣、氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)；
（2）根據(jù)（1）（2）信息可推知燃燒不一定都需要氧氣參與；
（3）涉及金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序鎂、鋅、銅，同時(shí)按照金屬反應(yīng)的優(yōu)先原則，鎂先和硝酸銅反應(yīng)，待硝酸銅完全反應(yīng)后才和硝酸鋅反應(yīng)．而濾渣滴加鹽酸有氣體，說明一定有生成的鋅，還有可能同時(shí)存在剩余的鎂．進(jìn)而推測(cè)對(duì)應(yīng)的離子；
（4）根據(jù)鎂條的質(zhì)量和對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式求算對(duì)應(yīng)的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而求算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
（1）空氣成分測(cè)定中已知氧氣是占空氣體積的五分之一，而用鎂條做該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果是70%，說明鎂條和空氣中的其他成分而其他成分中能達(dá)到如此比例的也只有氮?dú)猓�所以可以推測(cè)應(yīng)該是和氧氣、氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)；所以
①正常情況下，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的$\frac{1}{5}$．根據(jù)空氣的組成同學(xué)們推出減少的氣體為氧氣和 氮?dú)猓?br />②A、裝置不漏氣是實(shí)驗(yàn)成功的重要因素之一，這樣才能保證水的等量代換．正確；
 B、可燃物用量不足會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可燃物不足，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)的能消耗的氣體不能被完全消耗，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論．正確；
C、該實(shí)驗(yàn)的原理就是利用瓶?jī)?nèi)氣壓變小能將水吸入集氣瓶?jī)?nèi)，進(jìn)而等量替代．正確；
 D、由于該反應(yīng)放熱，而氣體的體積收到溫度的影響，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)該等裝置恢復(fù)到室溫打開止水夾進(jìn)而讀數(shù)，否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．錯(cuò)誤；
故選：D．
（2）將燃著的鎂條插入盛有二氧化碳的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)鎂條繼續(xù)燃燒，集氣瓶壁上有黑色固體和白色固體產(chǎn)生，根據(jù)質(zhì)量守恒定律和物質(zhì)的顏色狀態(tài)可知，生成黑色物質(zhì)為碳，白色固體為氧化鎂，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．根據(jù)該反應(yīng)以及（1）可以看出燃燒不一定需要氧氣的參與．
（3）涉及金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序鎂、鋅、銅，同時(shí)按照金屬反應(yīng)的優(yōu)先原則，鎂先和硝酸銅反應(yīng)，待硝酸銅完全反應(yīng)后才和硝酸鋅反應(yīng)．而濾渣滴加鹽酸有氣體，說明一定有生成的鋅，還有可能同時(shí)存在剩余的鎂．所以濾渣中一定含有生成的銅和鋅，可能含有剩余的鎂．而濾液中一定存在金屬離子是鎂離子．
（4）設(shè)3.6g鎂條完全反應(yīng)消耗的稀硫酸中的溶質(zhì)的質(zhì)量為x
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24     98
3.6g    x
$\frac{24}{98}$=$\frac{3.6g}{x}$
x=14.7g
該硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{14.7g}{100g}$×100%=14.7%．
故答案為：
（1）①$\frac{1}{5}$； 氮?dú)猓?br />②D；
（2）Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．燃燒不一定需要氧氣的參與；
（3）銅，鋅； 鎂離子（符號(hào)也可）．
（4）14.7%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計(jì)算過程要完整．