Question

20．在室溫和1.0×10⁵Pa條件下測(cè)定鎂的相對(duì)原子質(zhì)量．利用如圖給定儀器（盛放鎂條的隔板有小孔）組裝一套實(shí)驗(yàn)裝置（每種儀器只允許用一次；D中水被壓入C，C中水的體積作為生成的H₂體積）．請(qǐng)回答：

（1）假設(shè)氣流方向由左向右，則各儀器接口的先后順序?yàn)椋ㄌ钭帜福゛→h→g→b→c→f→e→d
（2）裝置A內(nèi)及分液漏斗中盛放的液體是水，其作用是使A瓶中的氣體進(jìn)入E瓶，增大E瓶中的氣壓，將稀鹽酸壓入B裝置與Mg發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
（3）連接好儀器后，要進(jìn)行的操作有以下幾步：
①待儀器B中的物質(zhì)恢復(fù)到室溫后，測(cè)量筒C中水的體積（換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下V毫升）；
②擦掉鎂條表面的氧化膜，稱量質(zhì)量（質(zhì)量為m克），放入試管B中；
③檢查各裝置的氣密性；
④旋開A上分液漏斗活塞，當(dāng)鎂條完全溶解時(shí)關(guān)閉活塞． 上述操作的先后順序?yàn)棰邰冖堍伲?br />（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可算出鎂的相對(duì)原子質(zhì)量，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$
（5）若未將試管B冷卻至室溫就測(cè)的體積，所得鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏��；若鎂條表面的氧化膜未打磨，則所得鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 本題測(cè)定鎂的相對(duì)分子質(zhì)量的方法是通過鎂與鹽酸反應(yīng)，測(cè)定生成的氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出鎂的相對(duì)分子質(zhì)量．要明確每個(gè)裝置的作用，A裝置起一個(gè)增壓作用，在B裝置中鎂和鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，C裝置測(cè)量水的體積，也就是生成的氫氣排開水的體積，D裝置是把生成氫氣的體積轉(zhuǎn)化成水的體積，E中盛放的是反應(yīng)物鹽酸．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和各裝置的作用，我們可以按步驟連接裝置．為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)量的氫氣的體積和所用的鎂條的質(zhì)量都要準(zhǔn)確．

解答 解：（1）裝置A是用來控制反應(yīng)發(fā)生的，分液漏斗中盛放的液體是水，其作用是使A瓶中的氣體進(jìn)入E瓶，增大E瓶中的氣壓，將稀鹽酸壓入B裝置與Mg發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
（2）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)閍、h、g、b、c、f、e、d，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；
（3）連接好儀器后，要先檢查氣密性，再放入藥品，然后收集氣體，所以操作的先后順序?yàn)椋孩邰冖堍伲?br />（4）設(shè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量為X，V毫升=V×10^-3L，0.0899g/L×V×10^-3L=8.99V×10^-5
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
X              2
Mg          8.99v×10^-5g
$\frac{X}{Mg}$=$\frac{2}{8.99v×1{0}^{-5}g}$
X=$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$
（5）若未將試管B冷卻至室溫就測(cè)量量筒C中水的體積，C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��；
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，這將會(huì)使所測(cè)鎂的相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏大．
故答案為：（1）使A瓶中的氣體進(jìn)入E瓶，增大E瓶中的氣壓，將稀鹽酸壓入B裝置與Mg發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
（2）g→b→c→f；
（3）③②④①；
（4）$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$；
（5）偏小，偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題比較新穎，通過實(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．