Question

欲在室溫和1.01×10⁵Pa條件下測定鎂的原子量．請利用如圖給定的儀器（盛放鎂條的隔板有小孔）組成一套實驗裝置（每種儀器只允許用一次）．

請回答下列問題：
（1）假設氣流方向由左向右，則各儀器的接口連接的先后順序為a→    →    →b→c→f→e→d（填寫字母）．
（2）裝置A中的分液漏斗中盛放的液體是    ，作用是    ．
（3）連好儀器后，要進行的操作步驟有以下幾步：
①待儀器B中的物質恢復至室溫時，測量量筒C中水的體積（假設將測定的體積換算成標準狀況下為VmL）；
②擦掉鎂條表面的氧化膜，將其置于天平上稱量（假設其質量為mg），并將其投入試管B 中；
③檢查各裝置的氣密性；
④旋開儀器A上分液漏斗的活塞，當鎂條完全溶解時再關閉活塞．
上述幾步操作的先后順序是    ．
（4）若未將試管B冷卻至室溫就測量量筒C中水的體積，這將會使所測鎂的相對原子質量的數據（填偏高、偏低和無影響）    ．
（5）若未擦凈鎂條表面氧化膜就進行實驗，這將會使所測鎂的相對原子質量的數據（填偏高、偏低和無影響）    ．
（6）甲、乙、丙三位同學用下圖裝置來測定一定質量的鎂完全反應后生成氫氣的體積：

實驗步驟如下：
1檢查裝置的氣密性；
②向試管B中加入鎂條；
③準確操作，記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的量氣管，D為可上下移動的水準管）；
④由A向B中滴加稀鹽酸至過量；
⑤B中不在有氣體產生并恢復至室溫后，準確操作，記錄C中液面刻度，計算得到氣體的體積為Vml
Ⅰ、甲同學檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，從D管注水，C、D兩管液面形成高度差，做好標記，一段時間后，兩邊高度差    （填“變大”、“變小”或“不變”），說明氣密性良好．為使測得的氣體體積更精確，記錄C中液面刻度時，除使視線與凹液面的最低處相平、冷至室溫外，還應    ；
Ⅱ、甲同學認為鎂帶在實驗前應打磨，目的是    ；
Ⅲ、通常實驗前須估算藥品用量，如果實驗過程中，發現鹽酸的量不足，應中途加酸還是重新實驗：    ；理由是    ．
Ⅳ、以上是乙、丙兩位同學所用實驗裝置，在步驟⑤讀數時所處的穩定狀態圖，則將會對實驗結果產生的影響是（假設其余步驟完善且操作準確無誤）：乙    ，丙    （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

【答案】分析：本題測定鎂的相對分子質量的方法是通過鎂與鹽酸反應，測定生成的氫氣的質量，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裝置起一個增壓作用，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開水的體積，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．
解答：解：（1）假設氣流方向由左向右，則各儀器的接口連接的先后順序為 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．
（2）裝置A是用來控制反應發生的，分液漏斗中盛放的液體是水，其作用是使A瓶中的氣體進入E瓶，增大E瓶中的氣壓，將稀鹽酸壓入B裝置與Mg發生化學反應；
（3）連接好儀器后，要先檢查氣密性，再放入藥品，然后收集氣體，據此可得實驗的步驟；
（4）若未將試管B冷卻至室溫就測量量筒C中水的體積，C中的水的體積要比實際體積大，就造成生成的氫氣多的假象，這將會使所得鎂的相對原子質量數據偏低；
（5）若未擦凈鎂條表面氧化膜就進行實驗，氧化鎂會與酸反應，但不生成氫氣，使生成氫氣比理論上要少，這將會使所測鎂的相對原子質量數據偏高．
（6）I只有CD兩段形成穩定的高度差才能說明裝置的氣密性良好，調節CD兩液面的高度相等才能使裝置內外氣壓相等，這樣測量的氣體體積才準確；
II氧化鎂的表面長存有氧化鎂，為防止氧化鎂阻礙實驗的進行，所以一般是先除掉氧化鎂而后進行實驗；
III如果實驗過程中，發現鹽酸的量不足，應重新進行實驗，因為中途加酸溶液導致裝置內氫氣溢出；
IV乙中D管液面比C管高所以量氣管的壓強要比外界大，從而導致收集的氫氣體積要比實際的小；丙同學沒有使用橡皮管，會導致收集的氣體體積偏大，因為這樣的裝置測量的氫氣體積會包含鹽酸的體積；
答案：（1）水；使A瓶中的氣體進入E瓶，增大E瓶中的氣壓，將稀鹽酸壓入B裝置與Mg發生化學反應；
（2）a、h、g、b、c、f、e
（3）③②④①
（4）偏低
（5）偏高；
（6）I不變；調節D管，使CD兩邊液面相平；
II除去表面的氧化鎂；
III重新實驗；中途加酸會使氣體溢出；
IV偏小；偏大；
點評：典型的實驗探究題，熟練掌握實驗中導致出現誤差的原因，并能分析清楚每步實驗的目的即可準確解答該題．