Question

2．某固体粉末由Mg、MgO和Mg（OH）₂中的一种或几种组成．某化学小组为了探究该固体粉末的成分，设计如图所示的装置（固定装置省略）
【信息资料】本实验条件下，氢气密度为0.09g/L．
【实验过程】
步骤Ⅰ：检查装置气密性，装入药品并连接仪器．
步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测定生成气体的体积为55.6mL．
步骤Ⅲ：拆下装置，往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液，至不再生产沉淀．经过滤、洗涤和干燥后，称得沉淀质量为2.90g．
【回答问题】
（1）该套装置气密性的检查方法是把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气．
（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是A（填标号）．
A．硫酸溶液转移到样品中        B．样品转移到硫酸溶液中
②判断样品完全反应的现象是Y形管中的固体全部消失．
（3）根据实验结果分析：
①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是镁．
通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为1.20g．
②结论：该样品中的成分是Mg、MgO和Mg（OH）₂．
【反思】
（4）该化学小组同学经过讨论得到以下结论，正确的有AB（填标号）．
A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量
B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应
C．仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量，即能计算出样品中各物质的质量．

Answer 1

分析 （1）根据实验装置气密性的检验原理与方法来分析；
（2）根据药品之间反应的方法来分析；
（3）根据金属镁与酸反应生成氢气来分析；根据氢氧化镁沉淀的质量来计算；根据氢气的体积计算镁的质量，再进行分析；
（4）根据实验中的数据进行分析解答．

解答 解：（1）该套装置气密性的检查方法是把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气；故填：把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气；
（2）①为了防止固体药品粘在容器壁上，可将液态的硫酸溶液转移到样品中；故填：A；
②镁、氧化镁和氢氧化镁均能与稀硫酸反应，所以看到固体药品完全消失了，就证明样品已完全反应；故填：Y形管中的固体全部消失；
（3）①镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，而氧化镁、氢氧化镁与稀硫酸反应均没有气体生成，由实验现象可知，样品中一定含有镁；故填：镁；
氢氧化镁沉淀中镁元素的质量即为样品中镁元素的质量，即2.90g×$\frac{24}{24+（16+1）×2}×100%$=1.20g；故填：1.20；
②设生成55.6mL氢气需要镁的质量为x
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
x            0.0556L×0.09g/L
$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.0556L×0.09g/L}$
x=0.06g
若剩余固体全部为氧化镁，则含镁元素的质量为：（2.00g-0.06g）×$\frac{24}{24+16}×100%$=1.164g≠（1.20g-0.06）=1.14g
所以固体样品是由镁、氧化镁和氢氧化镁三种物质组成的；故填：Mg、MgO和Mg（OH）₂；
（4）根据试验提供的数据可知，利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量；实验前可通过样品的质量（假设全部为镁）估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应；但是仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量（氢气的质量），只能计算出固体样品中所含单质镁的质量，不能计算出其他成分的质量．
故选AB．

点评 在解此类题时，首先分析所给混合物中各物质的性质，然后根据题中所给的实验现象进行判断，最后确定混合物的组成成分．