Question

某课外活动小组同学用图中装置（固定装置未画出）测定含有杂质的镁带中镁单质的质量分数（杂质与酸接触不产生气体）．实验过程是：
①取一段镁带样品，准确称得其质量为0.030g．
②往量气管内装水至低于刻度“0”的位置，如图所示，（未装药品）装配好器．
③检查装置气密性．
④在试管中加入足量的稀硫酸，稍倾斜试管，将用水湿润的镁带小心贴在上，塞紧橡皮塞．
⑤调整量气管液面，使两边的液面保持同一水平，记录量气管中液面位置．
⑥把试管底部略为抬高，使镁带与稀硫酸接触完全反应．
⑦待冷却至室温后，再次记录量气管中液面位置．
⑧算出量气管中增加的气体体积为23.96mL．
已知：同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和．
请回答下列问题：
（1）写出镁与稀硫酸反应的化学方程式：

 

．
（2）能否用托盘天平称量0.030g镁带样品

 

．（填“能”或“不能”）
（3）若不改变温度，如何检查图中所示装置的气密性？

 

．
（4）实验过程⑦中再次记录量气管的液面位置时，试管中留有氢气，是否会影响实验最终结果

 

（填“是”或“否”）．理由是

 

．
（5）若实际测得氢气的体积与理论值相比偏大，则可能的原因是

 

．
（6）经换算，该实验获得的氢气质量为0.002g．求：0.030g该不纯镁带中单质镁的质量分数（通过计算回答）？

Answer 1

分析：（1）根据方程式的书写方法考虑；（2）根据天平的准确值考虑；（3）只要是想法形成一个密闭体系，再通过改变压力来观察即可；（4）根据题干中同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和来考虑；（5）根据实验过程来分析结果；（6）通过方程式由氢气的质量算出镁的质量，再用镁的质量除以原来镁条的质量．

解答：解：（1）反应物为镁和硫酸，生成物为硫酸镁和氢气，氢气后面标上上升符号，把短线改成等号；
（2）因为托盘天平只能准确到0.1g，所以不能称量0.030g镁带样品；
（3）根据连通器原理可知如果装置漏气的话两端压强相等都等于外界大气压，两管内液面始终处于同一水平面，如果高度不同，说明装置不漏气，所以可以将玻璃管下移一段距离，使玻璃管与量气管形成一段液面差，如果液面差高度保持不变，则装置不漏气；
（4）在同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和，所以反应前试管内是空气，反应后是氢气，体积是相等的，所以不影响实验结果；
（5）根据第⑦步中待冷却至室温后，再次记录量气管中液面位置，如果不冷却到室温，就会产生误差，因为镁与硫酸反应时会放出热量；
（6）解：设要生成0.002g 氢气，需要参加反应的镁条质量为X，则：
      Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
      24              2
      X            0.002g
根据：

24

2

=

X

0.002g

解得：X=0.024g，所以不纯镁带中单质镁的质量分数：

0.024g

0.030g

×100%=80%．
故答案为：（1）Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
（2）不能
（3）将玻璃管下移一段距离，使玻璃管与量气管形成一段液面差，如果液面差高度保持不变，则装置不漏气．
（4）否．因为残留的氢气体积等于从试管中排出的空气体积，对实验结果无影响
（5）装置未完全冷却就记录液面位置
（6）80%

点评：通过回答本题知道了天平的准确值，装置气密性的检查方法，根据方程式的有关计算，还进一步熟悉了方程式的书写步骤．