Question

11．某課外學習小組設計如下的簡易實驗裝置，證明在相同條件下，體積相同、物質的量濃度也相同的兩種強弱不同的一元酸與足量鎂帶反應時，生成氫氣的體積相同而反應速率不同，同時測定該實驗條件下的氣體摩爾體積．請回答下列問題：
（1）請將該實驗的主要操作步驟補充完整：
①配制濃度均為 1mol•L^-1的鹽酸和醋酸溶液；
②用酸式滴定管量取10.00mL 1mol•L^-1的鹽酸和醋酸分別移入兩個錐形瓶中；
③分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶 ag，并系于銅條末端，a的數值要大于0.12g；
④在廣口瓶中裝滿水，按圖連接好裝置并檢查裝置的氣密性；
⑤將銅條向下移動，使足量的鎂帶浸入酸中（銅條不與酸接觸），至反應完全后，記錄下反應起止時間；
⑥反應結束后，讀取量筒中水的體積為V mL（包括導管中的水）．
（2）要比較準確地讀取量筒內水的體積，必須包括以下幾個步驟：①使乙、丙中液面相平；②將氣體冷卻至室溫；③平視讀取量筒內水的體積．其操作的正確順序是②①③．（用序號排列）
（3）該實驗中應該選用B規格的量筒．（填序號）
A.100mL             B.200mL           C.500mL
（4）若不考慮水蒸氣的影響，在該實驗室條件下，氣體摩爾體積的計算式為$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$．若仰視讀取量筒內水的體積，則測得氣體摩爾體積將偏小（填偏大、偏小或不變）．

Answer 1

分析 （1）②根據酸式滴定管和堿式滴定管的使用要求以及精確度來選擇；
③根據化學方程式進行計算；
⑤比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化；（3）讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
⑥讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
（2）根據先冷卻、再調整高度相等、最后讀出量筒中體積的順序排列即可；
（3）根據化學方程式進行計算產生氣體體積，然后判斷量筒規格；
（4）根據氣體摩爾體積V_m=$\frac{V}{n}$進行計算；若仰視讀數，則讀出的讀數偏�。�

解答 解：（1）②題中要求酸的體積10.00 mL較精確，應選酸式滴定管，如用堿式滴定管會腐蝕橡膠管，
故答案為：酸式滴定管；
③Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
 24g　   2 mol　　　　　　　　 
  a    1mol/L×0.01L　　     
a=0.12 g．
故答案為：0.12；
⑤比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化，
故答案為：反應起止時間；
（2）應該先將溶液冷卻到室溫，然后使乙、丙中液面相平，最后讀出量筒中溶液體積，所以正確順序為：②①③，
故答案為：②①③；
（3）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
   　   2 mol　　　　　　　　1 mol
  　   1 mol/L×0.01 L　　  n（H₂）
n（H₂）=0.005 mol，V（H₂）=0.005 mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，應選200mL量筒，
故答案為：B；
（4）鹽酸中氫離子的物質的量為：1mol/L×0.01L，生成氫氣的物質的量為：$\frac{1}{2}$×1mol/L×0.01L，通過⑥的氣體的體積為VmL=V×10^-3L，V_m=$\frac{V}{n}$=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$；若仰視讀數，則讀出的量筒內液體體積偏小，根據V_m=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$可知，測定的氣體摩爾體積偏小，
故答案為：$\frac{2×1{0}^{-3}VL}{1mol/L×0.01L}$；偏小．

點評 本題考查了體積影響化學反應速率的因素，題目難度中等，涉及化學方程式的計算、氣體摩爾體積的計算、配制一定物質的量濃度的溶液方法、影響化學反應速率的因素等知識，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析能力及化學實驗、化學計算能力．