Question

某研究性學習小組設(shè)計了測定鎂原子的摩爾質(zhì)量的實驗（簡易裝置如下）。

                   

該實驗主要操作步驟為：①用砂紙擦去鎂條表面的氧化膜，稱得質(zhì)量為a g，系于銅絲末端；②錐形瓶中加有適量的稀硫酸，廣口瓶中裝有足量的水，連接好裝置；③檢查裝置氣密性；④把銅絲向下插入，使鎂條完全浸入稀硫酸中至鎂條完全溶解；⑤恢復(fù)到室溫，正確操作讀出量筒中水的體積為b mL。

請完成下列問題：

（1）用文字表述步驟③檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法________________。

（2）本實驗除了數(shù)據(jù)a、b外，還需要測定的其他數(shù)據(jù)有________________。

（3）如果鎂條表面的氧化膜未除去，會導致實驗結(jié)果________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

（4）若實驗是在101 kPa、25 ℃下進行的，水蒸氣的影響忽略不計，此時氣體摩爾體積約為24.0 L·mol^-1，鎂原子的摩爾質(zhì)量的計算式為（可不必簡化）：M（Mg）=_________。

Answer 1

（1）兩手捂住錐形瓶，如果觀察到廣口瓶中長導管中有一段水柱高于液面，則表明裝置不漏氣  （2）溫度、壓強  （3）偏大（4）g·mol^-1

解析：本題的實驗反應(yīng)原理是Mg+H₂SO₄====MgSO₄+H₂↑，根據(jù)H₂的體積（b mL）來反映鎂原子的摩爾質(zhì)量。

（1）兩手捂住錐形瓶，如果觀察到廣口瓶中長導管中有一段水柱高于液面，則表明裝置不漏氣。

（2）因為要通過H₂的體積（b mL）來反映鎂原子的摩爾質(zhì)量，在將H₂的體積轉(zhuǎn)化為H₂的物質(zhì)的量時，需考慮測量H₂的體積的條件，即溫度、壓強。

（3）根據(jù)反應(yīng)方程式，得Mg—H₂，則M（Mg)=a÷(b×10^-3÷V_m)(V_m為實驗條件下的氣體摩爾體積)。如果未除去鎂條表面的氧化膜，樣品與酸反應(yīng)生成H₂的體積（b mL）不變，而樣品的質(zhì)量大于a g，所以M（Mg)偏大。

（4）把V_m=24.0 L·mol^-1代入M(Mg)=a÷(b×10^-3÷V_m)得：

M（Mg）=g·mol^-1。