Question

17．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)，利用圖裝置，測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

（1）實驗反應(yīng)原理：寫出A中發(fā)生反應(yīng)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(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%
（4）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，回答相關(guān)問題：
a．讀取量筒中水的體積時，未等裝置中氣體恢復(fù)至室溫
b．未考慮B、C裝置間連接導(dǎo)管中殘留的水
c．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進行洗滌
d．未對反應(yīng)中揮發(fā)出的HCl氣體進行除雜處理
?導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于理論值的原因可能是bc（填符號）
?導(dǎo)致銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(yīng)生成氯化鎂與氫氣；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器名稱；
（3）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)合密度計算得氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)氫氣的質(zhì)量計算出鎂的質(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)此計算；
（4）a．讀取量筒中水的體積時，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．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��；
c．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進行洗滌，使得測得的銅的質(zhì)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(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；
（3）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-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%；
（4）a．讀取量筒中水的體積時，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．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；
c．未對反應(yīng)后剩余的殘余物進行洗滌，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；
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(shè)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(xué)計算的相關(guān)知識．