Question

某課外活動小組同學(xué)用圖中裝置（固定裝置未畫出）測定含有雜質(zhì)的鎂帶中鎂單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（雜質(zhì)與酸接觸不產(chǎn)生氣體）．實驗過程是：
①取一段鎂帶樣品，準(zhǔn)確稱得其質(zhì)量為0.030g．
②往量氣管內(nèi)裝水至低于刻度“0”的位置，如圖所示，（未裝藥品）裝配好器．
③檢查裝置氣密性．
④在試管中加入足量的稀硫酸，稍傾斜試管，將用水濕潤的鎂帶小心貼在上，塞緊橡皮塞．
⑤調(diào)整量氣管液面，使兩邊的液面保持同一水平，記錄量氣管中液面位置．
⑥把試管底部略為抬高，使鎂帶與稀硫酸接觸完全反應(yīng)．
⑦待冷卻至室溫后，再次記錄量氣管中液面位置．
⑧算出量氣管中增加的氣體體積為23.96mL．
已知：同溫同壓下，不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和．
請回答下列問題：
（1）寫出鎂與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（2）能否用托盤天平稱量0.030g鎂帶樣品

 

．（填“能”或“不能”）
（3）若不改變溫度，如何檢查圖中所示裝置的氣密性？

 

．
（4）實驗過程⑦中再次記錄量氣管的液面位置時，試管中留有氫氣，是否會影響實驗最終結(jié)果

 

（填“是”或“否”）．理由是

 

．
（5）若實際測得氫氣的體積與理論值相比偏大，則可能的原因是

 

．
（6）經(jīng)換算，該實驗獲得的氫氣質(zhì)量為0.002g．求：0.030g該不純鎂帶中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（通過計算回答）？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)方程式的書寫方法考慮；（2）根據(jù)天平的準(zhǔn)確值考慮；（3）只要是想法形成一個密閉體系，再通過改變壓力來觀察即可；（4）根據(jù)題干中同溫同壓下，不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和來考慮；（5）根據(jù)實驗過程來分析結(jié)果；（6）通過方程式由氫氣的質(zhì)量算出鎂的質(zhì)量，再用鎂的質(zhì)量除以原來鎂條的質(zhì)量．

解答：解：（1）反應(yīng)物為鎂和硫酸，生成物為硫酸鎂和氫氣，氫氣后面標(biāo)上上升符號，把短線改成等號；
（2）因為托盤天平只能準(zhǔn)確到0.1g，所以不能稱量0.030g鎂帶樣品；
（3）根據(jù)連通器原理可知如果裝置漏氣的話兩端壓強相等都等于外界大氣壓，兩管內(nèi)液面始終處于同一水平面，如果高度不同，說明裝置不漏氣，所以可以將玻璃管下移一段距離，使玻璃管與量氣管形成一段液面差，如果液面差高度保持不變，則裝置不漏氣；
（4）在同溫同壓下，不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和，所以反應(yīng)前試管內(nèi)是空氣，反應(yīng)后是氫氣，體積是相等的，所以不影響實驗結(jié)果；
（5）根據(jù)第⑦步中待冷卻至室溫后，再次記錄量氣管中液面位置，如果不冷卻到室溫，就會產(chǎn)生誤差，因為鎂與硫酸反應(yīng)時會放出熱量；
（6）解：設(shè)要生成0.002g 氫氣，需要參加反應(yīng)的鎂條質(zhì)量為X，則：
      Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
      24              2
      X            0.002g
根據(jù)：

24

2

=

X

0.002g

解得：X=0.024g，所以不純鎂帶中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

0.024g

0.030g

×100%=80%．
故答案為：（1）Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
（2）不能
（3）將玻璃管下移一段距離，使玻璃管與量氣管形成一段液面差，如果液面差高度保持不變，則裝置不漏氣．
（4）否．因為殘留的氫氣體積等于從試管中排出的空氣體積，對實驗結(jié)果無影響
（5）裝置未完全冷卻就記錄液面位置
（6）80%

點評：通過回答本題知道了天平的準(zhǔn)確值，裝置氣密性的檢查方法，根據(jù)方程式的有關(guān)計算，還進(jìn)一步熟悉了方程式的書寫步驟．