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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 + H 2SO4(稀)= MgS04 + H2f
反应中镁的物质的量（nMg）与生成氢气的物质的量（n H2）之比等于1。设所称取金属镁条的质量为
m
Mg ；镁的摩尔质量为 MMg。则:
mMg
H
2
M Mg
n1
即MMg匹
血2
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:
PPH2
VH
2
H2
VH2
n H2
RT
nH2
RT
式中：T为实验时热力学温度; PH2为氢气的分压；VH2为置换出来的氢气的体积；R为气体
常数（L -mol 1 K_1
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（PH2）与实验温度时水的饱和蒸气压的分压
（PH2O）的总和，并等于外界大气压（P）。即:
p= PH2
+ PH2
O
PH 2 =
P-
P
H2O
所以，M
RTmMg
Mg
(P PH2
0) V
若VH2的单位为mL,则：M
RTmiMg
Mg
(P P103
H2
0) V
三、仪器和试剂
（一）仪器 11
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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、量筒（10mL）、铁环、气压计（公用）。
（二）试剂
镁条、H2SO4 （2mol L 1） ° 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?（称至） 2.
°
按图7- 1装配
好仪器装置①，取下试管，从漏斗处注入自来水，使液面保持在量气 管刻度0?10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， 量气管的塞子塞紧。
然后，把试管 和
I ■■ L
、
图7-1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，
以后即维持恒定（须经过3?5min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 H 2SO4（2 mol ? -1）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② （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，
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使两者的液面保持同一水平，记下量气管中液面的位置。
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摇动试管，
.氢气的发生、收集和体积的量度。轻轻地使镁条落入 H2SO4中，镁条和
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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
1?2min，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
五
PH2O。
记录和 、数据 处理
I 镁条质量(mMg ) 室温t (K) 大气压P (kPa) n t (K)时饱和水蒸气压 PHO (kPa) 反应前量气管液面读数 Vi ( mL) 反应后量气管液面读数 V2 ( mL) 氢气的体积VH2 ( mL) 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 测量的相对误差(％)
M理论 测量的相对误差
|M理-M实1M理
100%
注释
① 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。
② 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。
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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？
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实验五金属镁的相对原子量测定(3学时)
