Question

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 mol　　　　　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Vm＝________，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

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的液面相平

(3)0.2 V L/mol　偏小

【解析】②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0.005 mol×24 g/mol＝0.12 g。

(1)本裝置可與初中化學制氫氣的裝置相聯系，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)Vm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Vm偏小。