Question

13．某興趣小組依據(jù)CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C，推測(cè)Mg與SO₂在隔絕空氣條件下反應(yīng)后，剩余固體M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一種或幾種．為了驗(yàn)證推測(cè)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答有關(guān)問題．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ按圖1所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)前需除去鎂條表面氧化膜．用簡(jiǎn)易的物理方法除氧化膜的操作是用砂紙打磨；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化硫的化學(xué)方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）上述裝置存在不合理之處，請(qǐng)?zhí)岢?項(xiàng)改進(jìn)建議硬質(zhì)玻璃管與燒杯間添加一個(gè)安全瓶（或尾氣吸收時(shí)應(yīng)防倒吸）；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先通入SO₂直到品紅溶液褪色現(xiàn)象出現(xiàn)后，再點(diǎn)燃酒精燈；此操作目的是除去裝置內(nèi)的空氣．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ確定固體M的成分．
實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．將分液漏斗中稀硫酸（足量）加入到燒瓶中，完全反應(yīng)后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：

（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)，B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH；
（6）已知鎂的相對(duì)原子質(zhì)量為24，則固體M中金屬鎂的質(zhì)量為$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$g；實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)有空氣，對(duì)金屬鎂質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果的影響是不影響（填偏低、偏高、無影響）；
（7）依以上實(shí)驗(yàn)，可確定固體M的成分有4種（填數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）鎂表面的氧化膜為MgO，可以直接用砂紙打磨的方法除去其氧化膜；
（2）亞硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出其反應(yīng)的方程式；
（3）二氧化硫易與氫氧化鈉反應(yīng)，容易發(fā)生倒吸現(xiàn)象；
（4）裝置中的氧氣能夠氧化鎂，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)該先用二氧化硫排凈裝置中空氣，據(jù)此進(jìn)行分析；
（5）B中白色沉淀為ZnS沉淀，為硫化氫與醋酸鋅反應(yīng)生成的，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（6）C中溴水不褪色，則生成的氣體中只含有氫氣，氫氣的物質(zhì)的量與金屬鎂的物質(zhì)的量相等；鎂常溫下不與空氣中組分反應(yīng)，則不影響測(cè)定結(jié)果；
（7）根據(jù)分析可知，硫化氫為MgS與稀硫酸反應(yīng)生成的、氫氣為Mg與稀硫酸反應(yīng)生成、殘留物為S，再結(jié)合氧元素質(zhì)量守恒確定MgO．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前可以用砂紙打磨樣品，從而除去Mg表面的氧化膜-MgO，故答案為：用砂紙打磨；
（2）實(shí)驗(yàn)室中用亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)制取二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）圖1裝置中，由于二氧化硫易與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，所以實(shí)驗(yàn)過程中可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象，應(yīng)該在硬質(zhì)玻璃管與燒杯間添加一個(gè)安全瓶，以免尾氣吸收時(shí)防倒吸，
故答案為：硬質(zhì)玻璃管與燒杯間添加一個(gè)安全瓶（尾氣吸收時(shí)應(yīng)防倒吸）；
（4）氧氣能夠與金屬鎂反應(yīng)生成氧化鎂，影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定，故實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該先用二氧化硫排出裝置中空氣，當(dāng)品紅溶液褪色時(shí)，說明裝置中空氣已經(jīng)排凈，
故答案為：品紅溶液褪色； 除去裝置內(nèi)的空氣；
（5）B中硫化氫和醋酸鋅反應(yīng)生成硫化鋅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH，
故答案為：H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH；
（6）C中溴水不褪色，證明產(chǎn)生的氣體中不含硫化氫，則量氣管中量出氣體為氫氣，則標(biāo)況下VmL氫氣的物質(zhì)的量為$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式Mg～H₂可知，金屬鎂的物質(zhì)的量為$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，質(zhì)量為24g/mol×$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$g；由于常溫下空氣中組分不與鎂反應(yīng)，則不影響測(cè)定氫氣體積，所以不影響金屬鎂質(zhì)量的測(cè)定，
故答案為：$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$；無影響；
（7）硫化氫氣體是MgS與稀硫酸反應(yīng)生成的，氫氣是Mg與稀硫酸反應(yīng)生成的，殘留物只能為S，再結(jié)合O元素質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物中一定含有MgO，所以固體M中含有的物質(zhì)為：MgS、Mg、S和MgO，總共含有4種物質(zhì)，
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究二氧化硫與過氧化鈉的反應(yīng)產(chǎn)物，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募盎瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法為解答根據(jù)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，�?）為易錯(cuò)點(diǎn)，需要明確量氣管中測(cè)出體積為氫氣體積．