Question

【題目】用如圖所示裝置測定鎂帶樣品中單質鎂的質量分數。（雜質與酸反應不產生氣體）

完成下列填空：

（1）硫酸必須過量的目的是_____

（2）導管a的作用是_____

（3）取兩份鎂帶樣品分別進行實驗，所得數據見下表：

實驗次數	鎂帶質量（g）	氫氣體積（mL）（已換算成標準狀況）
1	0.053	44.60
2	0.056	47.05

單質鎂的質量分數是_____。（保留3位小數）

（4）如果測定結果偏高，可能的原因是_____。（選填編號）

a．裝置漏氣

b．未冷卻至室溫即讀數

c．鎂帶中含有氧化鎂

d．末讀數時量氣管的液面低于水準管

Answer 1

【答案】保證鎂帶完全反應 平衡氣壓，使硫酸順利流下；消除由于硫酸滴入帶來的氣體體積測量的誤差 0.901 bd

【解析】

實驗原理：利用鎂和氫氣的物質的量相等，通過排出液體的體積求得氫氣的體積，得知氫氣的物質的量。通過氫氣的物質的量求得鎂的質量，從而求出樣品中鎂的質量分數。

（1）實驗中需要通過氫氣的物質的量求得鎂的質量，從而求出樣品中鎂的質量分數，所以加入的硫酸必須過量，確保Mg完全反應；

（2）隨反應的進行，錐形瓶中氣體增多，壓強增大，分液漏斗中的硫酸不容易流下，為了平衡氣壓，用導管a將分液漏斗與錐形瓶連接起來，就可以使硫酸順利流下。另外，由于滴入的硫酸會占一定的體積，而導管a可以把這部分硫酸的體積轉移到分液漏斗里，從而消除由于硫酸滴入帶來的氣體體積測量的誤差。所以導管a的作用是平衡氣壓，使硫酸順利流下和消除由于硫酸滴入帶來的氣體體積測量的誤差；

（3）鎂帶的平均質量為：＝0.0545g，生成氫氣的平均體積為：＝45.825mL，根據反應關系式Mg～H2可知，n（Mg）＝n（H2），樣品中Mg的質量為：24g/mol×，≈0.04910，單質鎂的質量分數是：×100%≈0.901；

（4）a．裝置漏氣，導致氫氣體積減小，測定結果偏低，故a錯誤；

b．未冷卻至室溫即讀數，根據熱脹冷縮原理可知，測定的氫氣體積偏大，測定結果偏高，故b正確；

c．鎂帶中含有氧化鎂，產生的氫氣體積偏小，測定結果偏低，故c錯誤；

d．末讀數時量氣管的液面低于水準管，導致讀出體積偏大，測定結果偏高，故d正確；