题目内容
某研究性学习小组为确定某碱式碳酸镁样品的组成，设计出了下图所示的实验装置（图中A至D的部分）．[已知碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z（x、y、z为正整数）加热能分解生成氧化镁、水和二氧化碳]
（1）按上图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，应首先进行的操作是 ；A处干燥管盛放的药品是 ，其作用是 ．
（2）指导老师在审阅设计方案后指出需要在E处进行改进，请你帮助该小组设计出改进方案： ．
（3）加热前需要进行的必要操作是 ，其目的是 ；对活塞的操作方法是：打开活塞 ，关闭活塞 ．
（4）关闭活塞K1、K2，打开K3，加热一段时间后，同学们发现C处洗气瓶中几乎没有气泡冒出，这是由于 ．
（5）待B装置中的反应完全后，打开K1，再缓缓鼓入空气数分钟，其目的是 ．
（6）实验测得数据如下：碱式碳酸镁样品22.6g；反应前C装置的质量为87.6g，反应后质量为89.4g；反应前D装置的质量为74.7g，反应后质量为83.5g．请计算推导该碱式碳酸镁的化学式 ，该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为 ．
装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差，故A装置应吸收空气中的水蒸气和二氧化碳．
（2）D装置中盛放的碱石灰容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，应在D装置之后添加一个盛有碱石灰（或氧化钙）的干燥管，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置中，影响测量结果．
（3）装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，故实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差．活塞的操作方法是：打开活塞K1、K2，关闭活塞K3．
（4）关闭活塞K1、K2，打开K3，加热一段时间后，同学们发现C处洗气瓶中几乎没有气泡冒出，说明碱式碳酸镁分解完全，B装置内反应结束．
（5）B装置中的反应完全后，装置中的残留少量水蒸气和二氧化碳，为减少误差，应全部赶到装置C和D中．
（6）碱式碳酸镁样品22.6g，反应前C装置的质量为87.6g，反应后质量为89.4g，故生成水的质量为89.4g-87.6g=1.8g；反应前D装置的质量为74.7g，反应后质量为83.5g，生成二氧化碳的质量为83.5g-74.7g=8.8g，故氧化镁的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，计算各物质的物质的量，利用元素守恒计算碱式碳酸镁中x、y、z，据此书写碱式碳酸镁化学式．
该碱式碳酸镁加热能分解生成氧化镁、水和二氧化碳的物质的量之比为3：1：2．
解答：解：（1）由实验原理可知，实验需要通过测量D装置内碱石灰的增重，计算生成的二氧化碳的质量，通过测量C装置装置，计算生成的水的质量，故应首先检验装置的气密性．
装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差，故A装置应吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，A装置内可以选用碱石灰（或氧化钙）．
故答案为：检验装置的气密性；碱石灰（或氧化钙）．
（2）D装置中盛放的碱石灰容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，应在D装置之后添加一个盛有碱石灰（或氧化钙）的干燥管，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置中，影响测量结果．
故答案为：添加一个盛有碱石灰（或氧化钙）的干燥管．
（3）装置内有空气，含有水蒸气和二氧化碳，影响水蒸气和二氧化碳质量的测定，故实验前要通入空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳，减少误差．
活塞的操作方法是：打开活塞K1、K2，关闭活塞K3．
故答案为：鼓入空气；赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳；K1、K2，K3．
（4）关闭活塞K1、K2，打开K3，加热一段时间后，同学们发现C处洗气瓶中几乎没有气泡冒出，说明碱式碳酸镁分解完全，B装置内反应结束．
故答案为：B装置中的反应已完全．
（5）B装置中的反应完全后，装置中的残留少量水蒸气和二氧化碳，为减少误差，应全部赶到装置C和D中．
故答案为：将反应生成的残留在装置中的水蒸气和二氧化碳全部赶到装置C和D中．
（6）碱式碳酸镁样品22.6g，反应前C装置的质量为87.6g，反应后质量为89.4g，故生成水的质量为89.4g-87.6g=1.8g，物质的量为
=0.1mol；反应前D装置的质量为74.7g，反应后质量为83.5g，生成二氧化碳的质量为83.5g-74.7g=8.8g，物质的量为
=0.2mol，故氧化镁的质量为22.6g-1.8g-8.8g=12g，物质的量为
=0.3mol，根据Mg、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.3mol：0.1mol×2：0.2mol=3：2：2，故碱式碳酸镁的化学式为Mg3（OH）2（CO3）2；该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为Mg3（OH）2（CO3）2
3MgO+2CO2↑+H2O．故答案为：Mg3（OH）2（CO3）2；Mg3（OH）2（CO3）2
3MgO+2CO2↑+H2O．点评：考查学生对实验原理理解、方案设计的评价、实验装置的理解、物质组成的测定等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力．
某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能，设计了如图所示装置进行探究：将6.4 g 铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止。（假定在此过程溶液体积不变）
（1）甲同学认为要证实上述结论，还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验，你认为有无必要，并说明理由：________________
（2）下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是：_____
A．铁粉 ?????? B．钠 ???? ?? C．氯化钡溶液 ???????? D．银粉
（3）为定量测定余酸的物质的量浓度，甲、乙两位同学进行了如下设计：
Ⅰ甲同学设想：在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体（假定生成的气体全部逸出），先测定生成的SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量：
方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
经仔细分析后，发现有不合理之处，请填写下表(可以不填满）：
序号 | 不合理的原因 | 误差 （偏低或偏高） | 改变措施 |
方案① |
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方案② |
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Ⅱ乙学生设计的方案是：分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，这种方法能否求出余酸的浓度，理由是_______________________________________。
（4）请再设计其他可行的实验方案，来测定余酸的物质的量浓度，简要写出操作步骤及需要测定的数据（不必计算，不必写操作细节）_____________________________________________________。
