Question

4．請利用如圖給定的儀器組裝成一套測定鎂的相對原子質(zhì)量的實驗裝置（每種儀器只允許使用一次），用排水法測量化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積，根據(jù)化學(xué)方程式計算出鎂的相對原子質(zhì)量，回答問題：
（1）假設(shè)氣流方向由左向右，則各導(dǎo)管連接的先后順序為a、d、c、b（填字母）；書寫裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（2）連接好儀器后，要進行的操作有以下幾步：①待儀器A中的物質(zhì)恢復(fù)至室溫時，測量量筒B中水的體積．②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱量后，立即將其投入試管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)鎂條完全溶解時再關(guān)閉活塞．上述幾步操作中的先后順序是③②④①．
（3）分析下列其中一實驗步驟出現(xiàn)的狀況（其他操作均正確），將會使所測鎂的相對原子質(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的試管中剩余部分產(chǎn)生的氫氣
C．若試管A尚未冷卻至室溫就測量量筒B中水的體積
D．若未擦凈鎂條表面氧化膜就進行實驗
（4）假設(shè)在0℃、l01kPa條件下，氫氣的密度為0.0899g/L的條件下進行實驗，將質(zhì)量為M克的鎂與足量稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，收集并測量產(chǎn)生氫氣體積為V毫升，計算鎂的相對原子質(zhì)量為$\frac{2M}{8.99V×1{0}^{-5}}$（填表達式）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)要想排出洗氣瓶中的液體時，氣體要從短導(dǎo)管進入，液體從長導(dǎo)管排出解答，根據(jù)金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)時會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)題中信息進行分析解答；
（4）根據(jù)氫氣的質(zhì)量利用方程式進行計算解答．

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為 a、d、c、b，注意要想排出洗氣瓶中的液體時，氣體要從短導(dǎo)管進入，液體從長導(dǎo)管排出．金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)時會生成硫酸鎂和氫氣，其方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）依據(jù)實驗的目的和進行實驗的要求可知該實驗的操作步驟是：連接好儀器后，要先檢查氣密性，在對鎂的質(zhì)量進行測量，再放入藥品，進行反應(yīng)，然后收集并測量氣體的體積．
（3）A、裝置的氣密性不夠好，使生成氫氣比理論上要少，這將會使所測鎂的相對原子質(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，這將會使所測鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏高；
C、若未將試管A冷卻至室溫就測量量筒B中水的體積，B中的水的體積要比實際體積大，就造成生成的氫氣多的假象，這將會使所得鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏低；
D、若未擦凈鎂條表面氧化膜就進行實驗，氧化鎂會與酸反應(yīng)，但不生成氫氣，使生成氫氣比理論上要少，將會使所測鎂的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)偏高；
（4）設(shè)鎂的相對原子質(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
$\frac{X}{2}=\frac{Mg}{8.99V×1{0}^{-5}g}$
X=$\frac{2M}{8.99V×1{0}^{-5}}$
答案：
（1）a、d、c、b；Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）③②④①
（3）ABD
（4）$\frac{2M}{8.99V{×10}^{-5}}$

點評 典型的實驗探究題，熟練掌握實驗中導(dǎo)致出現(xiàn)誤差的原因，并能分析清楚每步實驗的目的即可準(zhǔn)確解答該題．此題比較新穎，通過實驗測定一種物質(zhì)的相對分子質(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．