Question

【題目】欲測定金屬鎂的相對原子質量，請利用下圖給定的儀器組成一套實驗裝置(每個儀器只能使用一次，假設氣體的體積可看作標準狀況下的體積)。

填寫下列各項(氣流從左到右)：

(1)各種儀器連接的先后順序是__________接________、________接________、________接________、________接________(用小寫字母表示)。

(2)連接好儀器后，要進行的操作有以下幾步，其先后順序是________________(填序號)。

①待儀器B中的溫度恢復至室溫時，測得量筒C中水的體積為Va mL；

②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱量，得質量為m g，并將其投入試管B中的帶孔隔板上；

③檢查裝置的氣密性；

④旋開裝置A上分液漏斗的活塞，使其水順利流下，當鎂完全溶解時再關閉這個活塞，這時A中共放入水Vb mL。

(3)根據實驗數據可算出金屬鎂的相對原子質量，其數學表達式為___________________。

(4)若試管B的溫度未冷卻至室溫，就讀出量筒C中水的體積，這將會使所測定鎂的相對原子質量數據________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(5)仔細分析上述實驗裝置后，經討論認為結果會有誤差，于是又設計了如下圖所示的實驗裝置。

①裝置中導管a的作用是_________________________________________。

②實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V1 mL、V2 mL。則產生氫氣的體積為____________mL。

Answer 1

【答案】ahgbcfed ③②④① 22.4×1000m/(Va－Vb) 偏小 使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差 V1－V2

【解析】

本題測定鎂的相對分子質量的方法是通過鎂與鹽酸反應測定生成的氫氣的體積，再根據化學方程式計算出鎂的相對分子質量。要明確每個裝置的作用，A裝置起增壓作用，在B裝置中鎂和鹽酸進行反應，C裝置測量水的體積，也就是生成的氫氣排出水的體積，D裝置是把生成氫氣的體積轉化成水的體積，E中盛放的是反應物鹽酸。根據實驗原理和各裝置的作用，我們可以按步驟連接裝置。為了使實驗結果準確，測量的氫氣的體積和所用的鎂條的質量都要準確，據此解答。

（1）氣流從左到右，各儀器連接順序為a、h、g、b、c、f、e、d，注意要想排出洗氣瓶中的液體時，氣體要從短導管進入，液體從長導管排出；故答案為：a；h；g；b；c；f；e；d。

（2）連接好儀器后，要先檢查裝置氣密性，再放入藥品，然后收集氣體，所以先后順序為③②④①；故答案為：③②④①。

（3）通過（2）可知氫氣的體積V=Va-Vb，則氫氣的質量m=，根據方程式可知

Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑

Mg 2g

mg

所以鎂的相對原子質量M=；故答案為：。

（4）若試管B的溫度未冷卻至室溫，就讀出量筒C中水的體積，C中水的體積要比實際體積大，使氫氣的測得值比實際值大，從而使測定鎂的相對原子質量偏小，故答案為：偏小。

（5）①由于氣體體積受溫度影響大，所以裝置中導管a的作用是：保持分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除因為加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差，故答案為：使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；可以消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。

②滴定管的數值零刻度在上方，兩次的體積之差為測定的氫氣的體積，收集氫氣后滴定管內液面讀數減小，故測定氫氣的體積為：V1-V2，故答案為：V1-V2。