Question

某研究性學習小組為證明在同溫同壓下，相同濃度相同體積的不同強度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，同時測定實驗室條件下的氣體摩爾體積設計的簡易實驗裝置圖．該實驗的主要操作步驟如下：
a．配制濃度均為1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液；
b．用

 

量取10.00mL1mol?L^-1鹽酸和醋酸溶液分別加入兩個錐形瓶中；c．分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶a g，并系于銅絲末端，a的數值至少為

 

g；d．在廣口瓶中裝足量的水，按圖連接好裝置；檢查裝置的氣密性；e．將銅絲向下移動，使足量鎂帶浸入酸中，至反應完全，記錄

 

；
f．反應結束后待溫度恢復到室溫，若丙中液面高于乙中液面，讀取量筒中水的體積前，應

 

，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d檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法：

 

．
（2）本實驗中應選用

 

（填序號）的量筒．
A．100mL              B．200mL             C．500mL
（3）簡述速率不等的原因

 

，銅絲不與酸接觸的原因是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,探究影響化學反應速率的因素

專題：實驗設計題

分析：b．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；
c．根據化學方程式進行計算；
e．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；
f．讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
（1）從檢查裝置的氣密性的原理來考慮；
（2）根據反應的化學方程式計算生成標況下氫氣的體積，然后判斷量筒規格；
（3）從影響化學反應速率的因素來分析；根據鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定．

解答： 解：b．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；
c．Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
 24g　   2 mol　　　　　　　　 
  a    1mol/L×0.01L　　     
a=0.12 g．
故答案為：0.12；
e．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：反應所需時間；
f．讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，操作方法為：將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平，
故答案為：將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平；
（1）如不漏氣，加熱時容器內壓強增大，會有氣泡冒出，所以檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法為：往丙中加水沒過導氣管口下端，兩手掌緊貼甲外壁一會兒，若觀察到丙中導氣管冒氣泡，表明裝置不漏氣，
故答案為：往丙中加水沒過導氣管口下端，兩手掌緊貼甲外壁一會兒，若觀察到丙中導氣管冒氣泡，表明裝置不漏氣；
（2）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200 mL量筒，
故答案為：B；
（3）影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、壓強等，本題為H⁺濃度不同；鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定，所以銅絲不與酸接觸，
故答案為：酸的濃度相同時c（H⁺）不同；防止形成原電池，干擾實驗現象的觀察．

點評：本題考查了物質性質實驗方案的設計、探究影響反應速率的因素等知識，題目難度中等，注意掌握化學實驗基本操作方法、影響化學反應速率的因素，明確物質性質實驗方案的設計方法，試題培養了學生的分析、理解能力．