Question

18．某研究性學習小組欲測定室溫下（25℃、101kPa）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100mL 1.0mol/L 的鹽酸溶液；
②用10ml的量筒量取10.0mL 1.0mol/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0.12；
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：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）實驗步驟⑤中應選用B（填序號）的量筒．
A．100mL　　　　B．200mL　　　　C．500mL
讀數時除恢復到室溫外，還要注意調節(jié)量筒高度，使量筒內的液面與集氣瓶內的液面相平．
（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=0.2V L•mol^-1，若未除去鎂條表面的氧化膜，則測量結果偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 ③根據氯化氫的物質的量及化學方程式計算鎂條的質量；
（1）根據壓力差檢驗裝置的氣密性；
（2）步驟③假設a全部是鎂，結合化學方程式計算得到；
  Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
 24g　 　　　2mol       11200mL
0.12g　   0.01mol       112mL
應選200mL量筒；讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，故應注意：將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平；
（3）根據氣體摩爾體積的計算式，V_m=$\frac{V}{n}$計算即可．

解答 解：10.0mL 1.0mol/L 的鹽酸中含有氯化氫的物質的量為：1.0mol/L×0.01L=0.01mol，
③Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
 24g　2mol 
  a  0.01mol，
a=$\frac{24g×0.01mol}{2mol}$g，
故答案為：0.12；
（1）根據壓力差檢驗裝置的氣密性，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，
故答案為：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）步驟③步驟③假設a全部是鎂，則
 Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24g　  2mol    11200mL
0.12g 0.01mol  112mL
由方程可知：為使HCl全部參加反應，a的數值至少為0.12g；生成112mL氫氣，應選200mL量筒；
讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，故應注意：將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平，調節(jié)量筒高度，使量筒內的液面與集氣瓶內的液面相平，
故答案為：B；調節(jié)量筒高度，使量筒內的液面與集氣瓶內的液面相平；
（3）0.01mol氯化氫完全反應能夠生成0.005mol氫氣，該氫氣的體積為VmL，若忽略水蒸氣的影響，則在該實驗條件下測得氣體摩爾體積的計算式為：V_m=$\frac{V}{n}=\frac{V×1{0}^{-3}L}{0.005mol}$=0.2V L•mol^-1；
若未除去鎂條表面的氧化膜，導致生成的氫氣體積減少，則測量結果偏小，
故答案為：0.2V L•mol^-1；偏�。�

點評 本題主要考查常溫下氣體摩爾體積的測定，題目難度中等，明確實驗目的及化學實驗基本操作方法為解答關鍵，注意掌握氣體摩爾體積的概念及計算方法，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及化學實驗能力．