Question

17．某化學興趣小組，欲在常溫常壓下，用一定質量的銅鎂合金與足量稀鹽酸反應，利用圖裝置，測定樣品中銅的質量分數．

（1）實驗反應原理：寫出A中發(fā)生反應的離子方程式Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑．
（2）儀器識別：寫出上圖中儀器①的名稱分液漏斗．
（3）實驗中，該興趣小組同學測得以下數據
a．反應前樣品銅鎂合金的質量，記為m₁ g
b．反應結束后，經過處理后的殘余固體的質量，記為m₂ g
c．經過一系列正確的操作后，讀取量筒中的水的體積，記為V mL
d．查閱資料，常溫常壓下，H₂的密度為ρ g/L
四位同學分成甲、乙兩個小組，甲組同學利用重量法為思路，請合理選擇以上數據，列式求銅的質量分數：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%；乙組同學利用排水法測量氣體體積為思路，請合理選擇以上數據，列式求銅的質量分數：（1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%
（4）誤差分析環(huán)節(jié)中指導教師提出，甲、乙兩組同學的思路中，會有很多因素導致測得的銅的質量分數出現誤差，現將可能導致誤差的因素羅列如下，回答相關問題：
a．讀取量筒中水的體積時，未等裝置中氣體恢復至室溫
b．未考慮B、C裝置間連接導管中殘留的水
c．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌
d．未對反應中揮發(fā)出的HCl氣體進行除雜處理
?導致銅的質量分數大于理論值的原因可能是bc（填符號）
?導致銅的質量分數小于理論值的原因可能是a（填符號）

Answer 1

分析 （1）鎂與鹽酸反應生成氯化鎂與氫氣；
（2）根據裝置圖可知儀器名稱；
（3）甲組同學利用重量法為思路，則殘余的固體即為銅的質量，用銅的質量除以樣品的質量即為銅的質量分數，乙組同學利用排水法測量氣體體積為思路，根據氫氣的體積V結合密度計算得氫氣的質量，再根據氫氣的質量計算出鎂的質量，用樣品的質量減去鎂的質量即為銅的質量，用銅的質量除以樣品的質量即為銅的質量分數，據此計算；
（4）a．讀取量筒中水的體積時，未等裝置中氣體恢復至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大；
b．未考慮B、C裝置間連接導管中殘留的水，則測得的氫氣的體積偏��；
c．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌，使得測得的銅的質量偏大；
d．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實驗沒有影響；

解答 解：（1）鎂與鹽酸反應生成氯化鎂與氫氣，反應的化學方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
故答案為：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；  
（2）根據裝置圖可知儀器①的名稱為分液漏斗，②的名稱為量筒，
故答案為：分液漏斗；
（3）甲組同學利用重量法為思路，則殘余的固體即為銅的質量，所以銅的質量分數為$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%，乙組同學利用排水法測量氣體體積為思路，根據氫氣的體積V結合密度計算得氫氣的質量為ρV×10^-3g，再根據Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，可知參加反應的鎂的質量為$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，樣品中銅的質量為m₁g-$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，所以銅的質量分數為$\frac{{m}_{1}g-\frac{24}{2}×ρV×1{0}^{-3}}{{m}_{1}g}$×100%=（1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%，
故答案為：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$； （1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%；
（4）a．讀取量筒中水的體積時，未等裝置中氣體恢復至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大，導致銅的質量分數小于理論值；
b．未考慮B、C裝置間連接導管中殘留的水，則測得的氫氣的體積偏小，導致銅的質量分數大于理論值；
c．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌，使得測得的銅的質量偏大，導致銅的質量分數大于理論值；
d．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實驗沒有影響；
故答案為：bc；a．

點評 本題主要考查實驗基本操作和樣品能成成份的測定的實驗設計，題目難度中等，注意實驗原理的分析，靈活運用實驗基本操作和化學計算的相關知識．