Question

 

（探究創新題）某研究性學習小組欲測定室溫下（25℃、101 kPa）的氣體摩爾體積，請回答以下問題。該小組設計的簡易實驗裝置如圖所示：

該實驗的主要操作步驟如下：

①配制100 mL 1．0 mol·L^-1的鹽酸溶液；

②用      （填儀器名稱并注明規格）量取10．0 mL 1．0 mol·L^-1的鹽酸溶液加入錐形瓶中；

③稱取a g已除去表面氧化膜的鎂條，并系于銅絲末端，為使HCl全部參加反應，a的數值至少

為        ；

④往廣口瓶中裝入足量水，按上圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；

⑤反應結束后待體系溫度恢復到室溫，讀出量筒中水的體積為V mL

請將上述步驟補充完整并回答下列問題。

  （1）用文字表述實驗步驟④中檢查裝置氣密性的方法：                             。

  （2）實驗步驟⑤中應選用           （填序號）的量筒。

A．100 mL       B．200 mL       C．500 mL

讀數時除恢復到室溫外，還要注意       。

  （3）若忽略水蒸氣的影響，在實驗條件下測得氣體摩爾體積的計算式為V_m=   ，若未除去鎂條表面的氧化膜，則測量結果     （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 解析：本題以化學計量和化學實驗基礎知識為背景，通過化學實驗的形式考查氣體摩爾體積的測定，探究實驗中出現的問題，符合當前新課改的探究理念。

考慮到②10 mL量筒的精確度是0．1 mL，故應用10 mL量筒；③因HCl的物質的量為0．01 mol，由反應Mg+2HCl ==MgCl₂+H₂↑知，HCl可與0．005 mol Mg完全反應，為保證HCl完全反應，故鎂應不少于0．005mol×24 g/mol=0．12 g。

  （1）本裝置可與初中化學制氫氣的裝置聯系，用微熱的方法檢查裝置的氣密性。

  （2）實驗中產生的氣體在標準狀況下的體積為0．005 mol×22．4 L/mol=0．112 L=112 mL，考慮到室溫時氣體的體積稍大些，再考慮通常儀器規格應略大且越接近，誤差越小，故選B。讀數時注意量筒內的液面與集氣瓶中液面相平，保證氣壓相等。

    （3）V_m是氣體的體積（排出水的體積）與氣體的物質的量之比。若未除去表面的氧化膜，導致氧化膜耗酸，從而放出H₂的體積變小，則V_m偏小。

     答案：②10 mL量筒③0．12

  （1）兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會兒，如果觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好

  （2）B量筒內的液面與集氣瓶內液面相平

  （3）0．2 V L·mol^-1偏小