Question

17．某化学兴趣小组，欲在常温常压下，用一定质量的铜镁合金与足量稀盐酸反应，利用图装置，测定样品中铜的质量分数．

（1）实验反应原理：写出A中发生反应的离子方程式Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑．
（2）仪器识别：写出上图中仪器①的名称分液漏斗．
（3）实验中，该兴趣小组同学测得以下数据
a．反应前样品铜镁合金的质量，记为m₁ g
b．反应结束后，经过处理后的残余固体的质量，记为m₂ g
c．经过一系列正确的操作后，读取量筒中的水的体积，记为V mL
d．查阅资料，常温常压下，H₂的密度为ρ g/L
四位同学分成甲、乙两个小组，甲组同学利用重量法为思路，请合理选择以上数据，列式求铜的质量分数：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%；乙组同学利用排水法测量气体体积为思路，请合理选择以上数据，列式求铜的质量分数：（1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%
（4）误差分析环节中指导教师提出，甲、乙两组同学的思路中，会有很多因素导致测得的铜的质量分数出现误差，现将可能导致误差的因素罗列如下，回答相关问题：
a．读取量筒中水的体积时，未等装置中气体恢复至室温
b．未考虑B、C装置间连接导管中残留的水
c．未对反应后剩余的残余物进行洗涤
d．未对反应中挥发出的HCl气体进行除杂处理
?导致铜的质量分数大于理论值的原因可能是bc（填符号）
?导致铜的质量分数小于理论值的原因可能是a（填符号）

Answer 1

分析 （1）镁与盐酸反应生成氯化镁与氢气；
（2）根据装置图可知仪器名称；
（3）甲组同学利用重量法为思路，则残余的固体即为铜的质量，用铜的质量除以样品的质量即为铜的质量分数，乙组同学利用排水法测量气体体积为思路，根据氢气的体积V结合密度计算得氢气的质量，再根据氢气的质量计算出镁的质量，用样品的质量减去镁的质量即为铜的质量，用铜的质量除以样品的质量即为铜的质量分数，据此计算；
（4）a．读取量筒中水的体积时，未等装置中气体恢复至室温，则读得的氢气的体积偏大；
b．未考虑B、C装置间连接导管中残留的水，则测得的氢气的体积偏小；
c．未对反应后剩余的残余物进行洗涤，使得测得的铜的质量偏大；
d．用排水法测量氢气的体积，挥发出的HCl气体对实验没有影响；

解答 解：（1）镁与盐酸反应生成氯化镁与氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
故答案为：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；  
（2）根据装置图可知仪器①的名称为分液漏斗，②的名称为量筒，
故答案为：分液漏斗；
（3）甲组同学利用重量法为思路，则残余的固体即为铜的质量，所以铜的质量分数为$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%，乙组同学利用排水法测量气体体积为思路，根据氢气的体积V结合密度计算得氢气的质量为ρV×10^-3g，再根据Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，可知参加反应的镁的质量为$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，样品中铜的质量为m₁g-$\frac{24}{2}$×ρV×10^-3g，所以铜的质量分数为$\frac{{m}_{1}g-\frac{24}{2}×ρV×1{0}^{-3}}{{m}_{1}g}$×100%=（1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%，
故答案为：$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$； （1-$\frac{3ρV}{250{m}_{1}}$）×100%；
（4）a．读取量筒中水的体积时，未等装置中气体恢复至室温，则读得的氢气的体积偏大，导致铜的质量分数小于理论值；
b．未考虑B、C装置间连接导管中残留的水，则测得的氢气的体积偏小，导致铜的质量分数大于理论值；
c．未对反应后剩余的残余物进行洗涤，使得测得的铜的质量偏大，导致铜的质量分数大于理论值；
d．用排水法测量氢气的体积，挥发出的HCl气体对实验没有影响；
故答案为：bc；a．

点评 本题主要考查实验基本操作和样品能成成份的测定的实验设计，题目难度中等，注意实验原理的分析，灵活运用实验基本操作和化学计算的相关知识．