Question

某課外活動小組同學(xué)用圖裝置（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(shí)驗(yàn)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．按圖所示（未裝藥品）裝配好儀器．
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試管壁上，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，如何用較簡單的方法檢查圖12所示裝置的氣密性？

 

．
（4）經(jīng)換算，該實(shí)驗(yàn)獲得的氫氣質(zhì)量為0.0020g．該鎂帶中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)過程⑦中再次記錄量氣管的液面位置時(shí)，試管中留有氫氣，是否會影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果

 

（填“是”或“否”）．理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）鎂與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)生成硫酸鎂同時(shí)放出氫氣；
（2）稱量0.030g鎂需要精確度為0.001g的天平，而托盤天平的精確度一般為0.1g，不能稱量0.030g鎂帶樣品；
（3）在不改變溫度的情況下，可通過抬高或降低玻璃管內(nèi)液面而產(chǎn)生壓強(qiáng)差而檢查該裝置的氣密性；
（4）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由產(chǎn)生氫氣質(zhì)量計(jì)算鎂帶中鎂的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算該鎂帶中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)“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”可知，裝置內(nèi)氣體體積為空氣的體積與生成氫氣體積之和，試管內(nèi)的留有的氫氣與排出的空氣體積相等，并不影響測定結(jié)果．

解答：解：（1）鎂與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
故答案為：Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑；
（2）托盤天平只能精確到0.1g，因此不能使用托盤天平稱量出0.030g鎂；
故答案為：不能；
（3）抬高玻璃管會使裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而降低玻璃管則會使氣體壓強(qiáng)減小，通過壓強(qiáng)的改變并能維持這種改變，可檢查裝置的氣密性；
故答案為：把玻璃管下移一段距離，使玻璃管和量氣管中的水形成一定的液面差，如果一段時(shí)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；
（4）設(shè)鎂的質(zhì)量為x
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24              2
x              0.0020g

24

x

=

2

0.0020g

  x=0.024g
該鎂帶中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.024g

0.030g

×100%=80%
故答案為：80%；
（5）根據(jù)“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”，留在試管內(nèi)的氫氣排出等體積的空氣而使裝置內(nèi)氣體體積總和不變，因此，此部分氫氣并不影響對產(chǎn)生氫氣的體積的測量；
故答案為：否；因?yàn)樵嚬苤辛粲械臍錃怏w積等于從試管中排出的空氣體積，所以對實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果沒有影響．

點(diǎn)評：本題以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置的形式，對儀器的使用、裝置氣密性的檢查、化學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)等進(jìn)行考查，需要一定的思考靈活度．