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(shè)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(zhì)恢復(fù)至室溫時，測量量筒C中水的體積（假設(shè)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(shè)其質(zhì)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(guān)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(zhì)量的數(shù)據(jù)（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(zhì)量的數(shù)據(jù)（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(zhì)量的鎂完全反應(yīng)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(chǎn)生并恢復(fù)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(yīng)______；
Ⅱ、甲同學認為鎂帶在實驗前應(yīng)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(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應(yīng)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(shù)時所處的穩(wěn)定狀態(tài)圖，則將會對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響是（假設(shè)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

解：（1）假設(shè)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(dǎo)管進入，液體從長導(dǎo)管排出．
（2）裝置A是用來控制反應(yīng)發(fā)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(fā)生化學反應(yīng)；
（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(jù)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(zhì)量數(shù)據(jù)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(yīng)，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(zhì)量數(shù)據(jù)偏高．
（6）I只有CD兩段形成穩(wěn)定的高度差才能說明裝置的氣密性良好，調(diào)節(jié)CD兩液面的高度相等才能使裝置內(nèi)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(fā)現(xiàn)鹽酸的量不足，應(yīng)重新進行實驗，因為中途加酸溶液導(dǎo)致裝置內(nèi)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(dǎo)致收集的氫氣體積要比實際的��；丙同學沒有使用橡皮管，會導(dǎo)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(fā)生化學反應(yīng)；
（2）a、h、g、b、c、f、e
（3）③②④①
（4）偏低
（5）偏高；
（6）I不變；調(diào)節(jié)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��；偏大；
分析：本題測定鎂的相對分子質(zhì)量的方法是通過鎂與鹽酸反應(yīng)，測定生成的氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學方程式計算出鎂的相對分子質(zhì)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(yīng)，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(zhuǎn)化成水的體積，E中盛放的是反應(yīng)物鹽酸．根據(jù)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(jié)果準確，測量的氫氣的體積和所用的鎂條的質(zhì)量都要準確．
點評：典型的實驗探究題，熟練掌握實驗中導(dǎo)致出現(xiàn)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．