1、实验五 金属镁的相对原子量测定（3 学时） 一、实验目的 1.学会用置换法测定镁的相对原子量。 2.掌握理想气体状态方程和气体分压定律的应用。 3.掌握测量气体体积的基本操作技术及气压表的使用技术。 二、实验原理 镁与稀硫酸作用可按如下反应定量进行： Mg + H2SO4（稀） MgSO4 + H2 反应中镁的物质的量(n Mg)与生成氢气的物质的量( )之比等于 1。 设所称取金属镁2Hn 条的质量为 mMg；镁的摩尔质量为 MMg。则： 即 1M2Hg： 2Hgnm 镁的摩尔质量在数值上等于镁的相对原子量。假设该实验中的气体为理想气体，则有： RTnVP22H RTVP22 式中： T 为
2、实验时热力学温度； 为氢气的分压； 为置换出来的氢气的体积； R 为气体2H2H 常数（8.314kPaLmol 1 K1 ） 。 由于实验中由量气管收集到的氢气是被水蒸气所饱和的，所以量气管内气体的压力 是氢气的分压( )与实验温度时水的饱和蒸气压的分压( )的总和，并等于外界大气2HPOH2P 压（P） 。即： P= + P - 所以， 2HO2HO2 22HOMggV)(RTm 若 的单位为 mL，则：2V3HOMgg10V)(RTm22 三、仪器和试剂 (一)仪器 分析天平、 50mL 量气管（或 50mL 碱式滴定管） 、 漏斗、 橡皮管、 试管、 铁架台、 滴定 管架、 橡皮塞、
3、量筒（10mL） 、 铁环、 气压计（公用） 。 (二)试剂 镁条、H 2SO4（ 2molL1 ） 。 四、实验内容 1.用分析天平准确称取两份已擦去表面氧化膜的镁条，每份重 0.02800.0320g（称 至 0.0001g） 。 2按图 71 装配好仪器装置 ， 取下试管， 从漏斗处注入自来水， 使液面保持在量气 管刻度 010 之间， 上下移动漏斗以赶尽附着在胶管和量气管内壁的气泡， 然后，把试管 和量气管的塞子塞紧。 图 71 测定镁相对原子量的装置 A测定装置 B. 镁条放置 3检查装置是否漏气。将漏斗下移一段距离，并固定在一定位置上。如果量气管中 的液面只在开始时稍有下降，以后即
4、维持恒定（须经过 35min 以上时间观察才能判断） ， 便表明装置不漏气。如果液面继续下降，则说明装置漏气。这时就要检查各个接口处是 否严密。经过检查并改装之后，再重复试验，直至确保不漏气为止。 4镁与硫酸作用前的准备。取下试管， 用一洁净的漏斗将 2 mL H2SO4(2 molL1 )注 入试管中(切勿使酸沾在试管上半部的壁上)， 将镁条用水稍微湿润一下， 贴放在试管上部 (切勿使镁条触及酸液)， 固定试管， 塞紧橡皮塞。再按步骤 3 检查一次装置是否漏气。 若不漏气将漏斗移至量气管的右侧，使两者的液面保持同一水平，记下量气管中液面的 位置。 5氢气的发生、 收集和体积的量度。轻轻地摇动
5、试管， 使镁条落入 H2SO4 中， 镁条和 H2SO4 反应放出氢气， 这时反应产生的 H2 进入量气管中， 将管中水压入漏斗内， 为使量气 管内气压不至于过大而造成漏气， 在管内液面下降的同时，漏斗可相应地向下移动， 使管 内液面和漏斗中液面大体上保持在同一水平上。 镁条反应完毕后， 待试管冷至室温。然后使漏斗与量气管的液面处于同一水平，记下 液面位置。稍等 12min，再记录液面位置，如两次读数一致，表明管内气体温度已与室 温相同。 用另一份镁条重复实验一次。 6.记录实验室的室温和大气压 P。 7.从附录中查出室温下水的饱和蒸气压 。OH2 五、数据记录和处理 镁条质量（m Mg） 室
6、温 t（K） 大气压 P（kPa） t（K）时饱和水蒸气压 （kPa）OH2P 反应前量气管液面读数 V1（ mL） 反应后量气管液面读数 V2（ mL） 氢气的体积 （mL）2H 镁相对原子量实测值 M 实 镁相对原子量平均值 M 平 镁相对原子量的理论值 M 理论 24.31 测量的相对误差（） %|10-理 实理测 量 的 相 对 误 差 注 释 本实验装置可以采用两支 50mL 碱式滴定管用橡皮管连接的装置，装置简单易行。 在镁条的放置过程中，如果镁条长度大于试管直径，可将镁条轻微弯曲一下，然后用一洁净玻棒 将镁条送入试管中， 让镁条弯曲地卡在试管中， 切勿与酸接触。反应时，让酸与镁条接触反应，随着反应 的进行，镁条变小进而滑入试管底部继续与酸反应。此法可避免在反应前不小心将镁条抖入酸中。 思考题 1.本实验中检查漏气的操作原理是什么？如果装置漏气，对实验结果有何影响？ 2.读取液面位置时，为什么要使量气管和漏斗中的液面保持在同一水平面上？ 3.反应后试管未冷却就记录量气管中的液面刻度对实验结果有何影响？
