Question

19．重慶一中某化學(xué)興趣小組，欲在常溫常壓下，用一定質(zhì)量的銅鎂合金與足量稀鹽酸反應(yīng)，利用如圖裝置，測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（1）實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理：寫出鎂與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
（2）儀器識(shí)別：寫出上圖中儀器①、②的名稱：①分液漏斗②量筒
（3）裝置連接：a→b→c→d
（4）A中反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完畢的現(xiàn)象為溶液中沒氣泡產(chǎn)生
（5）實(shí)驗(yàn)中，該興趣小組同學(xué)測得以下數(shù)據(jù)
a．反應(yīng)前樣品銅鎂合金的質(zhì)量，記為m₁ g
b．反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過處理后的殘余固體的質(zhì)量，記為m₂ g
c．經(jīng)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(xué)分成甲、乙兩個(gè)小組，甲組同學(xué)利用重量法為思路，請合理選擇以上數(shù)據(jù)，列式求銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$×100%；乙組同學(xué)利用排水法測量氣體體積為思路，請合理選擇以上數(shù)據(jù)，列式求銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（$1-\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%
（6）誤差分析環(huán)節(jié)中指導(dǎo)教師提出，甲、乙兩組同學(xué)的思路中，會(huì)有很多因素導(dǎo)致測得的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)誤差，現(xiàn)將可能導(dǎo)致誤差的因素羅列如下，并回答相關(guān)問題
a．讀取量筒中水的體積時(shí)，未等裝置中氣體恢復(fù)至室溫
b．讀取量筒中水的體積時(shí)，俯視量筒
c．實(shí)驗(yàn)開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實(shí)際是漏氣的
d．B瓶中殘留的空氣的干擾
e．未除去樣品銅鎂合金表面的氧化膜便進(jìn)行稱量
f．未對反應(yīng)中揮發(fā)出的HCl氣體進(jìn)行除雜處理
g．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進(jìn)行洗滌
h．未考慮B、C裝置間連接導(dǎo)管中殘留的水
導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值的原因可能是cegh（填符號(hào)a～h）
導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于理論值的原因可能是ab（填符號(hào)a～h）

Answer 1

分析 （1）鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與氫氣；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器名稱；
（3）用一定質(zhì)量的銅鎂合金與足量稀鹽酸反應(yīng)，測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是根據(jù)鎂與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的體積計(jì)算出鎂的質(zhì)量，再確定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)中用排水量氣法測得氫氣的體積；
（4）A中反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣，可以看到有氣泡，據(jù)此判斷反應(yīng)是否完畢；
（5）甲組同學(xué)利用重量法為思路，則殘余的固體即為銅的質(zhì)量，用銅的質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，乙組同學(xué)利用排水法測量氣體體積為思路，根據(jù)氫氣的體積V結(jié)合密度計(jì)算得氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)氫氣的質(zhì)量計(jì)算出鎂的質(zhì)量，用樣品的質(zhì)量減去鎂的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量，用銅的質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，據(jù)此計(jì)算；
（6）a．讀取量筒中水的體積時(shí)，未等裝置中氣體恢復(fù)至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大；
b．讀取量筒中水的體積時(shí)，俯視量筒，則讀得的氫氣的體積偏大；
c．實(shí)驗(yàn)開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實(shí)際是漏氣的，則測得的氫氣的體積偏��；
d．B瓶中殘留的空氣的對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響；
e．未除去樣品銅鎂合金表面的氧化膜便進(jìn)行稱量，氧化鎂與鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，使得計(jì)算出的鎂的質(zhì)量偏��；
f．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實(shí)驗(yàn)沒有影響；
g．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進(jìn)行洗滌，使得測得的銅的質(zhì)量偏大；
h．未考慮B、C裝置間連接導(dǎo)管中殘留的水，則測得的氫氣的體積偏��；
據(jù)此判斷．

解答 解：（1）鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂與氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
故答案為：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；  
（2）根據(jù)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；量筒；
（3）用一定質(zhì)量的銅鎂合金與足量稀鹽酸反應(yīng)，測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是根據(jù)鎂與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的體積計(jì)算出鎂的質(zhì)量，再確定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)中用排水量氣法測得氫氣的體積，所以裝置的連接順序?yàn)閍→b→c→d，
故答案為：b、c；
（4）A中反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣，可以看到有氣泡，所以判斷反應(yīng)完畢的現(xiàn)象為溶液中沒氣泡產(chǎn)生，
故答案為：溶液中沒氣泡產(chǎn)生；
（5）甲組同學(xué)利用重量法為思路，則殘余的固體即為銅的質(zhì)量，所以銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$×100%，乙組同學(xué)利用排水法測量氣體體積為思路，根據(jù)氫氣的體積V結(jié)合密度計(jì)算得氫氣的質(zhì)量為ρV×10^-3g，再根據(jù)Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，可知參加反應(yīng)的鎂的質(zhì)量為$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，樣品中銅的質(zhì)量為m₁g-$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，所以銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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：$\frac{m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$； （$1-\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）；
（6）a．讀取量筒中水的體積時(shí)，未等裝置中氣體恢復(fù)至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于理論值；
b．讀取量筒中水的體積時(shí)，俯視量筒，則讀得的氫氣的體積偏大，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于理論值；
c．實(shí)驗(yàn)開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實(shí)際是漏氣的，則測得的氫氣的體積偏小，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值；
d．B瓶中殘留的空氣的對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響；
e．未除去樣品銅鎂合金表面的氧化膜便進(jìn)行稱量，氧化鎂與鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，使得計(jì)算出的鎂的質(zhì)量偏小，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值；
f．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實(shí)驗(yàn)沒有影響；
g．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進(jìn)行洗滌，使得測得的銅的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值；
h．未考慮B、C裝置間連接導(dǎo)管中殘留的水，則測得的氫氣的體積偏小，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值；
所以導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值的原因可能是 cegh，導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于理論值的原因可能是ab，
故答案為：cegh；ab．

點(diǎn)評 本題主要考查實(shí)驗(yàn)基本操作和樣品能成成份的測定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，難度中等，注意實(shí)驗(yàn)原理的分析，靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)基本操作和化學(xué)計(jì)算的相關(guān)知識(shí)．