Question

19．重慶一中某化學興趣小組，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，利用如圖裝置，測定樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)．

（1）實驗反應原理：寫出鎂與稀鹽酸發(fā)生反應的化學方程式Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
（2）儀器識別：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中反應已經(jīng)進行完畢的現(xiàn)象為溶液中沒氣泡產(chǎn)生
（5）實驗中，該興趣小組同學測得以下數(shù)據(jù)
a．反應前樣品銅鎂合金的質(zhì)量，記為m₁ g
b．反應結(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四位同學分成甲、乙兩個小組，甲組同學利用重量法為思路，請合理選擇以上數(shù)據(jù)，列式求銅的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$×100%；乙組同學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)量分數(shù)：（$1-\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%
（6）誤差分析環(huán)節(jié)中指導教師提出，甲、乙兩組同學的思路中，會有很多因素導致測得的銅的質(zhì)量分數(shù)出現(xiàn)誤差，現(xiàn)將可能導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，未等裝置中氣體恢復至室溫
b．讀取量筒中水的體積時，俯視量筒
c．實驗開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實際是漏氣的
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行稱量
f．未對反應中揮發(fā)出的HCl氣體進行除雜處理
g．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌
h．未考慮B、C裝置間連接導管中殘留的水
導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值的原因可能是cegh（填符號a～h）
導致銅的質(zhì)量分數(shù)小于理論值的原因可能是ab（填符號a～h）

Answer 1

分析 （1）鎂與鹽酸反應生成氯化鎂與氫氣；
（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，測定樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，是根據(jù)鎂與鹽酸反應生成氫氣的體積計算出鎂的質(zhì)量，再確定鎂的質(zhì)量分數(shù)，實驗中用排水量氣法測得氫氣的體積；
（4）A中反應會產(chǎn)生氫氣，可以看到有氣泡，據(jù)此判斷反應是否完畢；
（5）甲組同學利用重量法為思路，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)量分數(shù)，乙組同學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)量分數(shù)，據(jù)此計算；
（6）a．讀取量筒中水的體積時，未等裝置中氣體恢復至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大；
b．讀取量筒中水的體積時，俯視量筒，則讀得的氫氣的體積偏大；
c．實驗開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實際是漏氣的，則測得的氫氣的體積偏��；
d．B瓶中殘留的空氣的對實驗結(jié)果沒有影響；
e．未除去樣品銅鎂合金表面的氧化膜便進行稱量，氧化鎂與鹽酸反應不產(chǎn)生氫氣，使得計算出的鎂的質(zhì)量偏��；
f．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實驗沒有影響；
g．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌，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）鎂與鹽酸反應生成氯化鎂與氫氣，反應的化學方程式為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，測定樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，是根據(jù)鎂與鹽酸反應生成氫氣的體積計算出鎂的質(zhì)量，再確定鎂的質(zhì)量分數(shù)，實驗中用排水量氣法測得氫氣的體積，所以裝置的連接順序為a→b→c→d，
故答案為：b、c；
（4）A中反應會產(chǎn)生氫氣，可以看到有氣泡，所以判斷反應完畢的現(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)量分數(shù)為$\frac{m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$×100%，乙組同學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)量分數(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，未等裝置中氣體恢復至室溫，則讀得的氫氣的體積偏大，導致銅的質(zhì)量分數(shù)小于理論值；
b．讀取量筒中水的體積時，俯視量筒，則讀得的氫氣的體積偏大，導致銅的質(zhì)量分數(shù)小于理論值；
c．實驗開始前，沒有檢查裝置氣密性，然而裝置實際是漏氣的，則測得的氫氣的體積偏小，導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值；
d．B瓶中殘留的空氣的對實驗結(jié)果沒有影響；
e．未除去樣品銅鎂合金表面的氧化膜便進行稱量，氧化鎂與鹽酸反應不產(chǎn)生氫氣，使得計算出的鎂的質(zhì)量偏小，導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值；
f．用排水法測量氫氣的體積，揮發(fā)出的HCl氣體對實驗沒有影響；
g．未對反應后剩余的殘余物進行洗滌，使得測得的銅的質(zhì)量偏大，導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值；
h．未考慮B、C裝置間連接導管中殘留的水，則測得的氫氣的體積偏小，導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值；
所以導致銅的質(zhì)量分數(shù)大于理論值的原因可能是 cegh，導致銅的質(zhì)量分數(shù)小于理論值的原因可能是ab，
故答案為：cegh；ab．

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，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計算的相關(guān)知識．