Question

【題目】某固體粉末由 Mg、MgO、Mg(OH)2 中的一種或幾種組成。某化學小組為了探究該固體粉末的成分，設計如圖所示的裝置（固定裝置省略）。

（信息資料）

（1）本實驗條件下，氫氣密度為 0.09g/L。

（2）Mg，MgO，Mg(OH)2 均能與硫酸反應，且反應放熱MgO + H2SO4 ═ MgSO4 + H2O；Mg(OH)2 + H2SO4 ═ MgSO4 + 2H2O

（3）硫酸鎂溶液中滴加氫氧化鈉溶液會產生氫氧化鎂沉淀MgSO4 + 2NaOH ═ Na2SO4 + Mg(OH)2↓

（實驗過程）

步驟Ⅰ：檢查裝置氣密性，裝入藥品并連接儀器。

步驟Ⅱ：傾斜 Y 形管，使樣品充分反應，測得生成氣體的體積 55.6mL（換算成該條件下氣體質量約為 0.005g）。

步驟Ⅲ：拆下裝置，往 Y 形管內殘余液中加入氫氧化鈉溶液，至不再生成沉淀。經過濾、洗滌和干燥后，稱得沉淀質量為 0.58g。

（回答問題）

（1）該套裝置氣密性的檢驗說法正確的是 ________。

A 把水準管下移一段距離，如果形成一定的液面差，則說明裝置不漏氣

B 把水準管下移一段距離，如果兩邊液面相平，則說明裝置不漏氣；

（2）用冷水浴的原因是________。

（3）①使樣品與硫酸充分反應的正確操作是________（填標號）。

A 硫酸溶液轉移到樣品中 B 樣品轉移到硫酸溶液中

②判斷樣品完全反應的現象是 ____________。

（4）根據實驗結果

①通過步驟Ⅱ推斷，樣品中一定含有的物質是____________。通過步驟Ⅲ，經計算，樣品中鎂元素的總質量為 ____________克。

②結論：該樣品中的成分是________。

（5）從該實驗中得出制取硫酸鎂的三種方法，得出這三個反應（Mg，MgO，Mg(OH)2 分別與硫酸反應）中消耗等質量等濃度的硫酸，生成的硫酸鎂質量________（相等或不同）。

（6）該化學小組同學經過討論得出以下結論，正確的是________（填標號）。

A 利用該實驗方案，能計算出樣品中各物質的質量

B 實驗前可通過樣品的質量估算硫酸溶液的質量，確保樣品完全反應

C 僅稱量步驟Ⅱ中 Y 形管內藥品減輕的質量（生成的氫氣質量），就能計算出樣品中各物質的質量

Answer 1

【答案】A 冷卻，防止產生的氣體由于反應放熱而膨脹 A Y形管中的固體全部消失 Mg 0.24g Mg和MgO 相等 AB

【解析】

（1）該套裝置氣密性的檢查方法是：把水準管下移一段距離，使水準管和量氣管中的水形成一定的液面差，如果一段時間后液面差保持不變，則說明裝置不漏氣；反之，則表示裝置漏氣；故填：A；

（2）用冷水浴的原因是：防止產生的氣體由于反應放熱而膨脹，從而防止計算結果不準確；故填：冷卻，防止產生的氣體由于反應放熱而膨脹；

（3）①為了防止固體藥品粘在容器壁上，可將液態的硫酸溶液轉移到樣品中；故填：A；

②鎂、氧化鎂和氫氧化鎂均能與稀硫酸反應，所以看到固體藥品完全消失了，就證明樣品已完全反應；故填：Y形管中的固體全部消失；

（4）①鎂與稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣，而氧化鎂、氫氧化鎂與稀硫酸反應均沒有氣體生成，由實驗現象可知，樣品中一定含有鎂；
步驟Ⅲ中有沉淀生成的方程式為MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓
樣品中鎂元素的總質量為：0.58g××100%=0.24g，
故填：鎂；0.24；
②設生成55.6mL氫氣需要鎂的質量為x

x=0.06g
若剩余固體全部為氧化鎂，則含鎂元素的質量為：（0.36g-0.06g）××100%=0.18g

由于0.18g+0.06=0.24g，所以固體樣品是由鎂和氧化鎂組成的。故填：Mg和MgO；

（5）鎂與硫酸反應的方程式為Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；氧化鎂與硫酸反應的方程式為：MgO+H2SO4=MgSO4+H2O；氫氧化鎂與硫酸反應生成硫酸鎂和水，方程式為：Mg（OH）2+H2SO4=MgSO4+2H2O；根據質量守恒定律，生成硫酸鎂中的硫酸根離子來自硫酸中的硫酸根離子，由于消耗等量等濃度的硫酸，所以生成的硫酸鎂質量相等；故填：相等；

（6）根據實驗提供的數據可知，利用該實驗方案，能計算出樣品中各物質的質量；實驗前可通過樣品的質量（假設全部為鎂）估算硫酸溶液的質量，確保樣品完全反應；但是僅稱量步驟Ⅱ中Y形管內藥品減輕的質量（氫氣的質量），只能計算出固體樣品中所含單質鎂的質量，不能計算出其他成分的質量。
故選：AB。