Question

4．请利用如图给定的仪器组装成一套测定镁的相对原子质量的实验装置（每种仪器只允许使用一次），用排水法测量化学反应产生氢气的体积，根据化学方程式计算出镁的相对原子质量，回答问题：
（1）假设气流方向由左向右，则各导管连接的先后顺序为a、d、c、b（填字母）；书写装置A中发生反应的化学方程式Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（2）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步：①待仪器A中的物质恢复至室温时，测量量筒B中水的体积．②擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量后，立即将其投入试管A中．③检查装置的气密性．④旋开仪器A上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞．上述几步操作中的先后顺序是③②④①．
（3）分析下列其中一实验步骤出现的状况（其他操作均正确），将会使所测镁的相对原子质量数据偏低的是ABD（填字母）．
A．装置的气密性不够好　　　　　　　　
B．装置A的试管中剩余部分产生的氢气
C．若试管A尚未冷却至室温就测量量筒B中水的体积
D．若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验
（4）假设在0℃、l01kPa条件下，氢气的密度为0.0899g/L的条件下进行实验，将质量为M克的镁与足量稀盐酸反应产生氢气，收集并测量产生氢气体积为V毫升，计算镁的相对原子质量为$\frac{2M}{8.99V×1{0}^{-5}}$（填表达式）．

Answer 1

分析 （1）根据要想排出洗气瓶中的液体时，气体要从短导管进入，液体从长导管排出解答，根据金属镁与稀硫酸反应时会生成硫酸镁和氢气解答；
（2）根据连接好仪器后，要先检查气密性，再放入药品，然后收集气体解答；
（3）根据题中信息进行分析解答；
（4）根据氢气的质量利用方程式进行计算解答．

解答 解：
（1）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、d、c、b，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．金属镁与稀硫酸反应时会生成硫酸镁和氢气，其方程式为：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）依据实验的目的和进行实验的要求可知该实验的操作步骤是：连接好仪器后，要先检查气密性，在对镁的质量进行测量，再放入药品，进行反应，然后收集并测量气体的体积．
（3）A、装置的气密性不够好，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高；
B、装置A的试管中剩余部分产生的氢气，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高；
C、若未将试管A冷却至室温就测量量筒B中水的体积，B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低；
D、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，将会使所测镁的相对原子质量数据偏高；
（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
$\frac{X}{2}=\frac{Mg}{8.99V×1{0}^{-5}g}$
X=$\frac{2M}{8.99V×1{0}^{-5}}$
答案：
（1）a、d、c、b；Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
（2）③②④①
（3）ABD
（4）$\frac{2M}{8.99V{×10}^{-5}}$

点评 典型的实验探究题，熟练掌握实验中导致出现误差的原因，并能分析清楚每步实验的目的即可准确解答该题．此题比较新颖，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．