Question

 

（探究创新题）某研究性学习小组欲测定室温下（25℃、101 kPa）的气体摩尔体积，请回答以下问题。该小组设计的简易实验装置如图所示：

该实验的主要操作步骤如下：

①配制100 mL 1．0 mol·L^-1的盐酸溶液；

②用      （填仪器名称并注明规格）量取10．0 mL 1．0 mol·L^-1的盐酸溶液加入锥形瓶中；

③称取a g已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少

为        ；

④往广口瓶中装入足量水，按上图连接好装置，检查装置的气密性；

⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL

请将上述步骤补充完整并回答下列问题。

  （1）用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法：                             。

  （2）实验步骤⑤中应选用           （填序号）的量筒。

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

读数时除恢复到室温外，还要注意       。

  （3）若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为V_m=   ，若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果     （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 解析：本题以化学计量和化学实验基础知识为背景，通过化学实验的形式考查气体摩尔体积的测定，探究实验中出现的问题，符合当前新课改的探究理念。

考虑到②10 mL量筒的精确度是0．1 mL，故应用10 mL量筒；③因HCl的物质的量为0．01 mol，由反应Mg+2HCl ==MgCl₂+H₂↑知，HCl可与0．005 mol Mg完全反应，为保证HCl完全反应，故镁应不少于0．005mol×24 g/mol=0．12 g。

  （1）本装置可与初中化学制氢气的装置联系，用微热的方法检查装置的气密性。

  （2）实验中产生的气体在标准状况下的体积为0．005 mol×22．4 L/mol=0．112 L=112 mL，考虑到室温时气体的体积稍大些，再考虑通常仪器规格应略大且越接近，误差越小，故选B。读数时注意量筒内的液面与集气瓶中液面相平，保证气压相等。

    （3）V_m是气体的体积（排出水的体积）与气体的物质的量之比。若未除去表面的氧化膜，导致氧化膜耗酸，从而放出H₂的体积变小，则V_m偏小。

     答案：②10 mL量筒③0．12

  （1）两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好

  （2）B量筒内的液面与集气瓶内液面相平

  （3）0．2 V L·mol^-1偏小