Question

測定鎂帶變質程度．鎂帶久置于空氣中會變質為堿式碳酸鎂，現要測定一表面變質為堿式碳酸鎂的鎂帶的純度，（查閱資料）堿式碳酸鎂能與鹽酸反應生成氯化鎂、水和二氧化碳．（實驗裝置） 

【結論與討論】
Ⅰ．小明同學認為測定產物中H₂的體積既可測定樣品的純度．
（1）裝置②的作用是：

 

；
（2）裝置③的作用是：

 

；
（3）判定鎂帶試樣是否完全反應的實驗操作方法和現象是

 

；
（4）稱取樣品與足量濃硫酸充分反應后，收集到的氫氣體積為0.448L（已知該實驗條件下氫氣的密度為0.089g/L），則稱取的樣品質量應大于

 

g．
Ⅱ．小江同學認為測定產物中的CO₂的質量（即反應前后裝置②的質量差）也可測定樣品中單質鎂的純度．但利用上述實驗裝置測得CO₂的質量并計算樣品的純度，結果偏低，你認為原因可能是

 

．
A．濃硫酸易揮發，產生氯化氫氣體被裝置②吸收
B．二氧化碳氣體逸出時帶出水蒸氣在裝置②中冷凝而被吸收
C．裝置①②內空氣中二氧化碳被裝置②吸收
D．實驗結束時燒瓶中殘留二氧化碳
E．氣體從氫氧化鈉溶液中逸出是帶出部分水蒸氣．

Answer 1

分析：【結論與討論】Ⅰ．（1）根據裝置②中濃氫氧化鈉溶液的作用是除去二氧化碳和氯化氫氣體進行解答；
（2）根據裝置③中澄清石灰水的作用是驗證二氧化碳是否被除盡進行解答；
（3）根據堿式碳酸鎂與鹽酸以及金屬鎂和鹽酸反應都會放出氣體進行解答；
（4）根據氫氣的體積以及密度求出氫氣的質量，利用氫氣的質量求出金屬鎂的質量即可；
Ⅱ．理論上可以根據生成二氧化碳的量求樣品純度，但是實際上難以通過實驗測得純凈的二氧化碳的質量，因為反應前后裝置②的質量差中還包括氯化氫和水蒸氣的質量；所以難以求解．

解答：解：Ⅰ．（1）裝置②中濃氫氧化鈉溶液的作用是除去二氧化碳和氯化氫氣體；
（2）裝置③中澄清石灰水的作用是驗證二氧化碳是否被除盡；
（3）判定鎂帶試樣是否完全反應的實驗操作方法和現象是：滴加濃鹽酸沒有氣泡冒出；
（4）氫氣的質量=0.448L×0.089g/L≈0.04g
設生成0.04g氫氣至少需要金屬鎂的質量為x
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24              2
x               0.04g

24

x

=

2

0.04g

x=0.48g
所以則稱取的樣品質量應大于0.48g；
（5）測得二氧化碳的體積偏大，原因可能有：濃鹽酸易揮發，產生的氯化氫氣體被裝置②吸收；二氧化碳氣體逸出時帶出的水蒸氣在裝置②中冷凝而被吸收；裝置①、②內空氣中的二氧化碳被裝置②吸收．
故答案為：Ⅰ．（1）除去二氧化碳和氯化氫氣體；（2）驗證二氧化碳是否被除盡；（3）滴加濃鹽酸沒有氣泡冒出；（4）0.48；Ⅱ．ABC．

點評：本題主要考查了學生對洗氣瓶的接口問題、CO₂ 與氫氧化鈉、氫氧化鈣反應的現象、用途的知識，同時鍛煉了學生的審題能力和綜合分析能力．