Question

2．某固體粉末由Mg、MgO和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】本實驗條件下，氫氣密度為0.09g/L．
【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，測定生成氣體的體積為55.6mL．
步驟Ⅲ：拆下裝置，往Y形管內殘余液中加入氫氧化鈉溶液，至不再生產沉淀．經過濾、洗滌和干燥后，稱得沉淀質量為2.90g．
【回答問題】
（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．
（2）①使樣品與硫酸充分反應的正確操作是A（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Y形管中的固體全部消失．
（3）根據實驗結果分析：
①通過步驟Ⅱ推斷，樣品中一定含有的物質是鎂．
通過步驟Ⅲ計算，樣品中鎂元素的總質量為1.20g．
②結論：該樣品中的成分是Mg、MgO和Mg（OH）₂．
【反思】
（4）該化學小組同學經過討論得到以下結論，正確的有AB（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，即能計算出樣品中各物質的質量．

Answer 1

分析 （1）根據實驗裝置氣密性的檢驗原理與方法來分析；
（2）根據藥品之間反應的方法來分析；
（3）根據金屬鎂與酸反應生成氫氣來分析；根據氫氧化鎂沉淀的質量來計算；根據氫氣的體積計算鎂的質量，再進行分析；
（4）根據實驗中的數據進行分析解答．

解答 解：（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：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；
（2）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；
（3）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；故填：鎂；
氫氧化鎂沉淀中鎂元素的質量即為樣品中鎂元素的質量，即2.90g×$\frac{24}{24+（16+1）×2}×100%$=1.20g；故填：1.20；
②設生成55.6mL氫氣需要鎂的質量為x
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
x            0.0556L×0.09g/L
$\frac{24}{2}=\frac{x}{0.0556L×0.09g/L}$
x=0.06g
若剩余固體全部為氧化鎂，則含鎂元素的質量為：（2.00g-0.06g）×$\frac{24}{24+16}×100%$=1.164g≠（1.20g-0.06）=1.14g
所以固體樣品是由鎂、氧化鎂和氫氧化鎂三種物質組成的；故填：Mg、MgO和Mg（OH）₂；
（4）根據試驗提供的數據可知，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．

點評 在解此類題時，首先分析所給混合物中各物質的性質，然后根據題中所給的實驗現象進行判斷，最后確定混合物的組成成分．