Question

20．在室温和1.0×10⁵Pa条件下测定镁的相对原子质量．利用如图给定仪器（盛放镁条的隔板有小孔）组装一套实验装置（每种仪器只允许用一次；D中水被压入C，C中水的体积作为生成的H₂体积）．请回答：

（1）假设气流方向由左向右，则各仪器接口的先后顺序为（填字母）a→h→g→b→c→f→e→d
（2）装置A内及分液漏斗中盛放的液体是水，其作用是使A瓶中的气体进入E瓶，增大E瓶中的气压，将稀盐酸压入B装置与Mg发生化学反应；
（3）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步：
①待仪器B中的物质恢复到室温后，测量筒C中水的体积（换算为标准状况下V毫升）；
②擦掉镁条表面的氧化膜，称量质量（质量为m克），放入试管B中；
③检查各装置的气密性；
④旋开A上分液漏斗活塞，当镁条完全溶解时关闭活塞． 上述操作的先后顺序为③②④①；
（4）根据实验数据可算出镁的相对原子质量，其数学表达式为$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$
（5）若未将试管B冷却至室温就测的体积，所得镁的相对原子质量数据偏小；若镁条表面的氧化膜未打磨，则所得镁的相对原子质量数据偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 本题测定镁的相对分子质量的方法是通过镁与盐酸反应，测定生成的氢气的质量，再根据化学方程式计算出镁的相对分子质量．要明确每个装置的作用，A装置起一个增压作用，在B装置中镁和盐酸进行反应，C装置测量水的体积，也就是生成的氢气排开水的体积，D装置是把生成氢气的体积转化成水的体积，E中盛放的是反应物盐酸．根据实验原理和各装置的作用，我们可以按步骤连接装置．为了使实验结果准确，测量的氢气的体积和所用的镁条的质量都要准确．

解答 解：（1）装置A是用来控制反应发生的，分液漏斗中盛放的液体是水，其作用是使A瓶中的气体进入E瓶，增大E瓶中的气压，将稀盐酸压入B装置与Mg发生化学反应；
（2）假设气流方向由左向右，则各仪器的接口连接的先后顺序为a、h、g、b、c、f、e、d，注意要想排出洗气瓶中的液体时，气体要从短导管进入，液体从长导管排出；
（3）连接好仪器后，要先检查气密性，再放入药品，然后收集气体，所以操作的先后顺序为：③②④①；
（4）设镁的相对原子质量为X，V毫升=V×10^-3L，0.0899g/L×V×10^-3L=8.99V×10^-5
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
X              2
Mg          8.99v×10^-5g
$\frac{X}{Mg}$=$\frac{2}{8.99v×1{0}^{-5}g}$
X=$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$
（5）若未将试管B冷却至室温就测量量筒C中水的体积，C中的水的体积要比实际体积大，就造成生成的氢气多的假象，这将会使所得镁的相对原子质量数据偏小；
若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验，氧化镁会与酸反应，但不生成氢气，使生成氢气比理论上要少，这将会使所测镁的相对原子质量数据偏大．
故答案为：（1）使A瓶中的气体进入E瓶，增大E瓶中的气压，将稀盐酸压入B装置与Mg发生化学反应；
（2）g→b→c→f；
（3）③②④①；
（4）$\frac{2M}{8.99×1{0}^{-5}}$；
（5）偏小，偏大．

点评 本题比较新颖，通过实验测定一种物质的相对分子质量，要准确称量反应物和生成物的质量，这样才能得出准确的结果．