镁的相对原子质量的测定

物理化学实验教学大纲《物理化学实验》教学大纲（2006.5修订）课程编码：课程名称：学分：总学时：一、本课程的地位、作用和目的与要求：物理化学实验（包括结构化学实验）是化学教育专业一门重要的基础实验课，通过实验课使学生加深对物理化学（含结构化学）原理的理解，培养学生实验研究能力和创新精神。

其目的使学生系统掌握基本的物理化学实验研究方法和基本技术，培养学生掌握物理化学实验及结构化学实验的基本知识和方法，训练学生使用仪器的操作技能，培养学生观察现象、正确记录和处理数据的能力，实践能力，全面提高学生素质。

要求学生完成实验20个，写出实验报告，并对实验进行讨论。

在做完实验的基础上参加实验考试。

考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。

二、本课程教学基本要求本大纲提出22个实验项目可供选择。

要求学生完成实验20个，在选题时要兼顾到热力学、动力学、电化学、表面现象与胶体、结构化学等几个部分。

建议实验分配如下：热力学7个，动力学4个，电化学4个，表面现象与胶体3个，结构化学2个。

写出实验报告，并对实验进行讨论。

在做完实验的基础上参加实验考试。

考核方式一般可采用实验前的预习、实验操作、实验报告相结合，进行综合考核。

实验教学内容及学时分配素。

3燃烧热的测定必做6通过实验进一步明确燃烧热的定义,恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别,以及用量热法测量燃烧热的基本原理。

了解氧弹式量热计的原理与构造，各部件的名称以及主要部件的作用、使用方法。

了解气体钢瓶的使用方法、注意事项，学会氧气减压阀的使用方法及原理。

熟悉用氧弹卡计测萘的恒容燃烧热的实验方法、步骤。

验证 3 了解积分熔解热和微分熔解热6 液体饱和蒸汽压的测定（学时）必做6程式的使用条件。

初步掌握真空减压系统装置和真空泵的构造，了解各种真空度的范围及获得的方法，熟悉福廷式气压计的构造、原理、使用；掌握等压计的构造、作用原理及使用方法。

学会测量CCl4于各温度下的饱和蒸气压。

测定镁的相对原子质量是一项常见的化学实验，通常采用金属镁与酸反应生成氢气的方法。

下面是一个简单的实验步骤：
实验材料：
1. 金属镁
2. 粉末状的氢氧化铜（Cu(OH)₂）
3. 稀盐酸（HCI）
4. 实验室天平
5. 集气瓶
6. 实验室温度计
7. 水槽
实验步骤：
1. 首先，将一小块金属镁锉成细屑状，以增加反应表面积。

2. 取一定量粉末状氢氧化铜放入集气瓶中，然后用盐酸溶液将其完全转化为氯化铜，并使盐酸过量。

3. 将金属镁屑加入集气瓶中的盐酸溶液中，观察并记录生成的氢气体积和温度。

4. 当反应结束后，用实验室天平称量未反应的金属镁的质量。

5. 计算金属镁的相对原子质量。

实验原理：
根据反应方程式：
\[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \]
可以得出反应1 mol的镁可以生成1 mol的氢气，因此反应生成的氢气体积与镁的质量成正比。

通过测量生成的氢气体积和温度，以及未反应的镁的质量，可以计算出镁的相对原子质量。

注意事项：
1. 实验操作时需戴好安全眼镜和实验手套，注意化学品的腐蚀性。

2. 实验设备应干净整洁，以确保实验结果的准确性。

3. 在实验过程中要小心操作，避免产生意外。

通过这个实验，你可以在实验室中测定镁的相对原子质量，并加深对化学反应原理的理解。

第63讲仪器的组合与创新使用[复习目标] 1.了解同一仪器在不同组合中的用途及不同仪器组合的同一用途。

2.了解仪器的创新使用。

考点一一器多用与多器一用1．用途多变的广口瓶回答下列问题：(1)收集气体：可选用装置________(填装置字母，下同)，若用排空气法收集CO2，则应从________口进气；若收集氢气，则应从________口进气；若瓶中装满饱和食盐水，从________口进气，可收集Cl2。

答案A b a a(2)洗气除杂或干燥：可选装置________，比如除去Cl2中的少量HCl，则广口瓶中盛放________，应从________口进气。

答案F饱和食盐水 a(3)装置E可用于贮存少量气体，若E中收集了少量H2，排出H2的方法是__________________。

答案打开止水夹，向长颈漏斗中注入适量蒸馏水(4)图中可用于测量气体体积的是________，用作安全瓶的是________或A，若用A作安全瓶，则应从________口进气；接在气体连续制备的实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是________。

答案C D a B(5)用于监控气体流速(如图F)，广口瓶中盛有液体，从________端通入气体，根据液体中产生气泡的速率来监控通入气体的流速。

答案 a2．多用途的球形干燥管位置不同，作用不同(1)在整套实验装置的中间横放——干燥、吸收及检验装置①干燥管内装有固体干燥剂，可用于干燥气体。

无机实验中常用的固体干燥剂有碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷。

②干燥管内盛有无水硫酸铜(填写试剂名称)时，可用于水蒸气的检验。

③可用于定量测定气体的质量。

(2)在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”：既可以吸收多余的尾气，防止污染空气，又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中。

3．实验仪器的“多器一用”(1)可以测量气体体积的装置(2)可用于冷凝或冷却的装置(3)可用于气体干燥或除杂的装置1．用如图所示装置进行下列实验，能达到实验目的的是()A．瓶中盛有适量浓硫酸，从A口进气来干燥NH3B．从B口进气，用排空气法收集CO2C．瓶中装满水，从B口进气，用排水法收集NO2D．瓶中装满水，A口连接导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成H2的体积答案 D解析 A 项，NH 3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥NH 3；B 项，用向上排空气法收集CO 2时，应从A 口进气；C 项，NO 2与H 2O 反应，不能用排水法收集；D 项，H 2难溶于水，从B 口通入H 2，能将瓶中的水压入量筒中，进入量筒中水的体积即为H 2的体积。

镁的相对原子质量的测定相对原子质量是一个原子的实际质量和碳-12原子质量的1/12的比值。

这是一个重要的物理常数，对于理解原子在化学反应中的作用和预测新物质的性质具有重要意义。

以下是一个测定镁的相对原子质量的基本步骤：1.选择合适的实验方法：放射性碳-14法是一种常用的测定相对原子质量的方法。

然而，对于镁这种轻元素，另一种更常用的方法是利用原子光谱。

原子光谱法通过分析镁原子发射或吸收光的特定波长来确定其原子序数，进而得出其相对原子质量。

2.准备所需的试剂和设备：在此步骤中，我们需要准备用于实验的镁样品、光谱仪、光源、单色器、光电倍增管、放大器等设备。

3.进行实验：首先，我们需要对镁样品进行精细的研磨和纯化，以确保实验结果的准确性。

然后，使用光谱仪对镁样品进行光谱分析，以确定其原子序数。

同时，我们需要对实验设备进行精确的校准，以减小误差。

4.分析数据：通过对光谱数据的分析，我们可以得到镁原子的能级结构，从而确定其相对原子质量。

这需要对原子物理有深入的理解，以便正确地解释数据。

5.计算结果：最后，通过将得到的相对原子质量与标准值进行比较，我们可以验证我们的测定结果的准确性。

如果存在误差，我们需要重新考虑我们的实验步骤和数据处理方法，并重新进行实验。

需要注意的是，以上步骤是一种基本的测定镁的相对原子质量的方法。

实际上，由于镁是一种活泼的金属元素，因此在实验过程中可能需要采取一些特殊的预防措施，例如防止镁氧化等。

此外，对于更精确的测定，我们可能需要采用更先进的仪器和技术，例如质谱仪和核磁共振仪等。

总的来说，测定镁的相对原子质量是一个复杂但非常有意义的实验。

通过这个实验，我们可以深入理解原子结构和物理性质之间的关系，同时也可以应用这些知识来解决实际问题。

虽然这个实验需要精密的设备和专业的技能，但随着科技的发展和教育的进步，越来越多的人将有机会进行这种实验，并从中获得知识和乐趣。

简易方法测镁的相对原子质量作者：宋玉民张玉梅达玉霞吴红英马新贤来源：《中国校外教育·理论》2011年第06期将粘有镁条的移液管（10ml），插入装有稀硫酸的细口试剂瓶（125ml）中，由移液管中液体体积的变化测得反应产生氢气的体积，通过理想气体状态方程式，最终计算出镁的相对原子质量。

讨论了镁条质量、硫酸浓度、反应体系中空气体积对测定结果的影响。

结果表明，镁条质量的变化对实验结果没有大的影响，硫酸的浓度为1.5 mol·L-1 时，相对误差较小。

但反应体系中空气的体积对实验结果影响较大。

此方法选取的仪器简单，操作容易，计算量少，高中化学实验亦可选用，还可推广到其他类似的反应（Zn与稀硫酸反应测Zn的相对原子质量）。

简易法镁相对原子质量1 引言自1919年质谱仪出现并经过不断改进，利用质谱仪已能精确测定元素相对原子质量。

但在质谱法之前，多采用化学法。

目前大学化学实验教材中有关于化学法测定镁的相对原子质量的实验，所用的方法为置换法。

原理如下：利用气体方程可求出氢气的物质的量，进而可计算出镁的摩尔质量，从而也就求得了镁的相对原子质量。

为了得到实验所用的仪器有量气管、小试管、漏斗、铁支持台。

为了得到准确的实验结果，许多教学人员进行了探索。

如高宗华等人通过改变连接管的长度来改变体系中的空气的量，得出了体系中空气量越少，数据越准确的结论；高宗华、范云霞等人还对镁条的用量进行了研究，得出了镁条的用量应适量(24—28 mg，40—45 mg)的结论；郭士城等将原实验装置中的小试管改为离心管，将三角漏斗改为干燥管，使操作尤其是调水平环节更为方便，减小了人为误差。

苏州科技学院化学与生物工程学院的刘晟波、虞春妹提出了另一种实验方法——排液称重量气法，该方法是在细口瓶内盛满稀硫酸，迅速将缠绕镁条的带橡皮塞的玻璃管插入细口瓶中，此时镁条上产生的细小气泡缓慢上升，在氢气上升到瓶口以前就盖严瓶塞，并保证瓶塞处无空气此方法隔绝空气，反应生成的氢气上升至反应容器顶部，从而将部分反应液从导管中排出，对排出液进行称量即可计算出气体的体积。

实验名称：置换法测定镁的摩尔质量实验日期：温度：气压：一、实验目的1．了解置换法测定镁的相对原子质量的原理和方法2．掌握气态方程和分压定律的有关的计算3．练习使用量气管和气压计二、实验原理1．在一定的温度T和压力P下，一定质量m的镁与足量的稀硫酸反应，可置换出一定体积y的氢气（含水蒸汽）Mg+H2SO4===MgSO4+H2常压下的氢气可近似看作理想气体，根据气体状态方程和化学方程式，则有：P H2V=n H2RT=(m/M)RT R为常数R=8.314 R的单位Pa*m3/mol*K T=(t+273)K根据分压定律：P H2=P-P H2O，（我们所需的是氢气的压力，但是我们不能直接得到，所以我们通过大气的压力减去水蒸汽的压力便是我们想得到的氢气压力）整理后可得：M=mRT/[(P-P H2O)]V三、实验内容1．用砂纸将镁条打光，清除掉表面氧化物膜，截取一段，在电子天平上准确称其质量。

2．装配好仪器，由漏斗注水至近于量气管刻度“0”的位置，上下移动漏斗以驱赶量气管与橡皮管内的气泡。

3．检查装置是否漏气，将各连接处的橡皮塞塞紧，把漏斗下移适当的距离固定，如果连气管内的液面只在开始时稍有下降，以后维持恒定，经3至5分钟不变，可判断装置不漏气。

4．将漏斗上移至原处，取下试管，用另外的漏斗向试管中注入c（H2SO4）=2mol/L溶液5mL（切勿使酸沾在试管内壁上）用一滴水将镁条沾在试管内壁上部，前确保镁条不与酸接触，将试管倾斜固定在铁架台上，塞紧橡皮塞，再一次检查装置是否漏气。

（根据连通器的原理检查装置是否漏气）5．将漏斗移至量气管近右侧，使两面处于同一水平面，几下量气管液面刻度。

6．将试管直立，使镁条落入酸中，而后将试管按原样固定，同时移动漏斗，是量气管与漏斗液面始终大体保持一致。

7．镁条反应完后，待试管冷至室温（约经十几分钟，也可用冷水在试管外冷却），将漏斗移至量气管近右侧，使两者处于同一水平，记下液面位置，稍等1至2分钟，再记下液面位置，若两次读数相等，即表示管内温度与室温一致。

置换法测定镁的相对原子质量一、教学目的1、了解置换法测定镁的相对原子质量的原理和方法；2、掌握气态方程和分压定律的有关计算；3、巩固使用分析天平称量的技能，练习使用量气管和气压计。

4、了解数据处理的一般方法。

二、基本原理金属从稀酸中置换出氢气时1，由氢气的质量与消耗掉的金属的质量可以计算出金属的原子量。

一定T 、P 下，已知质量为m 的镁与过量稀硫酸作用：Mg + H 2SO 4 === MgSO 4 + H 2↑∵ Mm n ∴ M Mg =m / n Mg （1）由反应式： 参加反应的Mg 与生成的H 2的物质的量相等n Mg = n H2 （2）若用排水集气法测出H 2的体积Ｖ（含水蒸气），根据理想气体状态方程和分压定律有：p H 2Ｖ= n H2RTn H2 = p H 2Ｖ/ RT （3）将（3）代入（1）有：M Mg = m·RT / p H 2Ｖ （4）其中：Ｍ—镁的摩尔质量，g / mol ；m—镁条的质量，gＲ—摩尔气体常数；Ｔ—绝对温度；Ｖ—氢气（含水蒸气）的体积；p H 2 —量气管中氢气的分压，由于量气管内收集的氢气是被水蒸汽所饱和的，根据分压定律，若量气管内气压等于大气压时，其压力P 是氢气分压2H p 与饱和水蒸汽压2H O p 的总和，即：p H 2= p －p H 2O注意： R 的取值，当P ——p a ，Ｖ——mL 单位时，R = 8.314 p a ·m 3 ·K -1·moL -1= 8.314 ×106 p a ·mL ·K -1·moL -1思考：上式计算中测出的H 2的体积V 能否用V H 2代替？ p H 2能否用p 代替？三、实验用品仪器：分析天平、大气压力计、镁条、镊子、砂纸、温度计、漏斗、5cm 3量筒、反应管、连接导管和塞子、量气管、储水管，漏斗。

1 此置换法可测某些合金组成，如Zn －Al 合金，也可测Zn 或Al 摩尔质量，还可测气体常数R 。

镁的相对原子质量测定实验报告镁是一种常见的金属元素，化学符号为Mg，原子序数为12，相对原子质量为24.305。

相对原子质量是指一个元素的原子质量与碳-12同位素的原子质量的比值。

为了准确测定镁的相对原子质量，我们进行了一系列实验。

首先，我们准备了一定量的镁粉末，并将其放置在一个质量平衡器上进行称量。

通过称量前后质量的差异，我们可以得到镁粉末的质量。

接下来，我们将称量得到的镁粉末转移到一个烧杯中，并加入适量的盐酸。

在与盐酸反应的过程中，镁粉末会发生氧化反应，产生氢气。

为了保证反应的完全进行，我们将烧杯放置在一个水槽中，用水封住烧杯口。

通过观察氢气的生成情况，我们可以判断反应是否已经完成。

当反应结束后，我们将烧杯中的溶液过滤，并收集产生的氢气。

通过测量收集到的氢气的体积，我们可以计算出镁粉末与盐酸反应的摩尔比，从而得到镁的摩尔质量。

在实验中，我们还需要考虑到气体的温度、压力和湿度等因素对结果的影响。

为了减小这些误差，我们在实验过程中进行了相应的修正。

首先，我们在实验室中保持合适的温度和湿度，以确保气体的体积测量准确无误。

其次，我们使用气压计测量了实验室的大气压力，并在计算中进行了修正。

通过实验，我们得到了镁的摩尔质量为0.0243 kg/mol。

根据化学计量关系，镁的摩尔质量与其相对原子质量之间存在着一定的关系。

通过计算，我们可以得到镁的相对原子质量为24.305。

在实验过程中，我们还需要注意到一些可能存在的误差。

首先，由于实验操作和仪器精度的限制，我们无法完全消除实验误差。

其次，镁粉末的质量测量可能存在一定的误差。

为了减小这些误差，我们在实验中进行了多次测量，并取平均值作为最终结果。

总结来说，通过测定镁的相对原子质量，我们可以更加深入地了解镁的性质和特点。

实验结果的准确性和可靠性对于学术研究和工业生产具有重要意义。

通过不断改进实验方法和提高实验技术，我们可以进一步提高测定结果的准确性，并为相关领域的发展做出更大的贡献。

镁的相对原子质量的测定实验报告实验名称：镁的相对原子质量的测定实验目的：测定镁的相对原子质量，熟悉化学实验的基本操作和技能，掌握化学实验中的一些基本计算方法。

实验原理：通过反应方程式Mg + 2HCl→MgCl2 + H2 ，利用镁和少量氢氯酸反应，放出氢气，量得氢气体积，并且知道反应物质为1:2的比例，可以推算出镁的摩尔质量。

从而求得相对原子质量。

实验步骤：1.将实验室准确称取出0.3g左右的镁丝，放入干燥2.5ml的量筒中；2.在镁丝上灌入氧化铜碱石棉，然后用一根针放入少量氢氯酸，气体很快充满量筒，立即测出氢气体积V1（室温和大气压下）。

3.氢气体积测定：氢气体积的真正读数为：V1=V0-VH2O其中：V0为读数值，VH2O为乙醚-丙酮的混合液对应于饱和水汽时的体积，这个值可以表格查得。

4.将氢气体积换算成标准状况下的体积VgVg=V1×D(273+T)/D(T-PH2O)其中：D(273+T)为氢气在273+T摄氏度和标准大气压下的密度；D(T-PH2O)为氢气在实验温度下（T）和饱和水汽压（PH2O）下的密度，这两个值可以查表得到。

5.计算氢气的系数由反应方程式可知，镁与氢氯酸的比例为1:2，所以每1mol镁放出1mol氢气，计算比例如下：n(H2)=Vg/0.0245其中，0.0245为室温标准状态下1mol气体的体积。

6.计算实验得到的镁的相对原子质量（Mg的摩尔质量为Mg：24g/mol）M=Mg=m/n其中，m为镁的质量，n为摩尔数。

实验结果：镁的相对原子质量为23.98，误差为-0.09%，符合标准值。

结论：通过本实验，成功的测定了镁的相对原子质量，同时也锻炼了实验操作技能，并且加深了对化学反应方程式和计算方法的理解。

《无机化学实验》（上）课程教学大纲（适用于化学专业）课程编码：B10012021学时：42 学分：1.5开课学期：第一学期课程类型：专业基础课先修课程：无教学手段：讲述、演示，再由学生自己操作，教师巡回指导一、教学目的与任务：通过本课程的实验训练，学生可直接获得大量化学事实，有利于《无机化学》理论课的学习，并能灵活运用所学理论知识指导实验。

利用严格的实验训练，培养学生规范地掌握基本操作与基本技能。

结合研究性实验与设计实验，培养学生具有自我获取知识、提出问题、分析问题、解决问题的独立工作能力，具有一定的创新意识与创新能力。

同时注意培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、认真细致的工作作风、相互协作的团队精神，为学习后续课程、参加实际工作和开展科学研究打下良好的基础。

二、课程的基本内容：实验一常用仪器的认领、洗涤和干燥（3学时）实验目的和要求掌握常见仪器的种类、规格、使用方法、洗涤及干燥方法和主要用途重点和难点常见仪器的名称、用途、洗涤方法。

实验内容认领各种玻璃仪器，如：烧杯、试管、量筒、移液管、吸量管、锥形瓶、容量瓶、称量瓶、表面皿、蒸发皿、坩埚、吸滤瓶、布氏漏斗等，学习其用途、使用方法、注意事项，学习各种洗涤和干燥方法。

主要教学环节的组织课堂讲解、实验教学。

思考题玻璃仪器的洗涤有哪些方法？实验二试剂的取用和试管操作（3学时）实验目的和要求练习固体试剂和液体试剂的取用方法，练习台秤、药匙、移液管、滴管、量筒、滴定管量取固体和液体方法，练习使用试管和滴管估计液体体积，练习试管中加热固体和液体的方法。

重点和难点固体和液体的取用方法，试管中加热固体和液体试剂的方法。

实验内容药匙取1、固体试剂的取用方法纸条取镊子取2、滴管、移液管、量筒和滴定管量取液体的方法。

主要教学环节的组织课堂讲解、实验教学。

思考题试管中加热固体和液体时应注意哪些事项？实验三台秤和分析天平的使用（一）（3学时）实验目的和要求了解分析天平的构造，掌握使用方法，学会用直接法称量试样。