Question

13．某興趣小組依據CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，推測Mg與SO₂在隔絕空氣條件下反應后，剩余固體M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一種或幾種．為了驗證推測，進行以下實驗．請回答有關問題．
實驗Ⅰ按圖1所示進行實驗．
（1）實驗前需除去鎂條表面氧化膜．用簡易的物理方法除氧化膜的操作是用砂紙打磨；
（2）實驗室制取二氧化硫的化學方程式為Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）上述裝置存在不合理之處，請?zhí)岢?項改進建議硬質玻璃管與燒杯間添加一個安全瓶（或尾氣吸收時應防倒吸）；
（4）實驗時，先通入SO₂直到品紅溶液褪色現象出現后，再點燃酒精燈；此操作目的是除去裝置內的空氣．
實驗Ⅱ確定固體M的成分．
實驗裝置如圖2所示．將分液漏斗中稀硫酸（足量）加入到燒瓶中，完全反應后，實驗現象如下：

（5）實驗時，B裝置中反應的化學方程式為H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH；
（6）已知鎂的相對原子質量為24，則固體M中金屬鎂的質量為$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$g；實驗前裝置內有空氣，對金屬鎂質量的測定結果的影響是不影響（填偏低、偏高、無影響）；
（7）依以上實驗，可確定固體M的成分有4種（填數字）．

Answer 1

分析 （1）鎂表面的氧化膜為MgO，可以直接用砂紙打磨的方法除去其氧化膜；
（2）亞硫酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫氣體和水，據此寫出其反應的方程式；
（3）二氧化硫易與氫氧化鈉反應，容易發(fā)生倒吸現象；
（4）裝置中的氧氣能夠氧化鎂，影響實驗結果，應該先用二氧化硫排凈裝置中空氣，據此進行分析；
（5）B中白色沉淀為ZnS沉淀，為硫化氫與醋酸鋅反應生成的，據此寫出反應的化學方程式；
（6）C中溴水不褪色，則生成的氣體中只含有氫氣，氫氣的物質的量與金屬鎂的物質的量相等；鎂常溫下不與空氣中組分反應，則不影響測定結果；
（7）根據分析可知，硫化氫為MgS與稀硫酸反應生成的、氫氣為Mg與稀硫酸反應生成、殘留物為S，再結合氧元素質量守恒確定MgO．

解答 解：（1）實驗前可以用砂紙打磨樣品，從而除去Mg表面的氧化膜-MgO，故答案為：用砂紙打磨；
（2）實驗室中用亞硫酸鈉與硫酸反應制取二氧化碳氣體，反應方程式為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（3）圖1裝置中，由于二氧化硫易與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉和水，所以實驗過程中可能發(fā)生倒吸現象，應該在硬質玻璃管與燒杯間添加一個安全瓶，以免尾氣吸收時防倒吸，
故答案為：硬質玻璃管與燒杯間添加一個安全瓶（尾氣吸收時應防倒吸）；
（4）氧氣能夠與金屬鎂反應生成氧化鎂，影響實驗測定，故實驗前應該先用二氧化硫排出裝置中空氣，當品紅溶液褪色時，說明裝置中空氣已經排凈，
故答案為：品紅溶液褪色； 除去裝置內的空氣；
（5）B中硫化氫和醋酸鋅反應生成硫化鋅，反應的化學方程式為H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH，
故答案為：H₂S+Zn（CH₃COO）₂=ZnS↓+2CH₃COOH；
（6）C中溴水不褪色，證明產生的氣體中不含硫化氫，則量氣管中量出氣體為氫氣，則標況下VmL氫氣的物質的量為$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，根據反應關系式Mg～H₂可知，金屬鎂的物質的量為$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，質量為24g/mol×$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol=$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$g；由于常溫下空氣中組分不與鎂反應，則不影響測定氫氣體積，所以不影響金屬鎂質量的測定，
故答案為：$\frac{24V×1{0}^{-3}}{22.4}$；無影響；
（7）硫化氫氣體是MgS與稀硫酸反應生成的，氫氣是Mg與稀硫酸反應生成的，殘留物只能為S，再結合O元素質量守恒可知產物中一定含有MgO，所以固體M中含有的物質為：MgS、Mg、S和MgO，總共含有4種物質，
故答案為：4．

點評 本題考查了探究二氧化硫與過氧化鈉的反應產物，題目難度中等，明確實驗目的及化學實驗基本操作方法為解答根據，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力，（6）為易錯點，需要明確量氣管中測出體積為氫氣體積．