Question

某研究性学习小组为证明在相同条件下，同浓度同体积强弱不同的一元酸与同一种金属反应时，生成氢气的速率不同，同时测定该温度和压强下的气体摩尔体积，设计组装了两套如下图所示的简易实验装置。该实验的主要操作步骤如下：

①配制浓度均为1 mol·L^-1的盐酸和醋酸溶液；

②在广口瓶乙中装水，按图示连接好装置，检查装置的气密性；

③量取10.00 mL 1 mol·L^-1的盐酸和醋酸溶液分别加入两套装置的锥形瓶中；

④称取两份质量均为a g的镁条(除去表面氧化膜、表面积相同)，并固定于塑料杆末端；

⑤同时将塑料杆向下移动，使镁条浸入酸中至反应完全；

⑥反应结束后待温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL。

请根据上述步骤回答下列问题：

(1)用文字表述步骤②中检查该装置气密性的方法：_____________________。

(2)量取10.00 mL1mol·L^-1盐酸和醋酸溶液分别注入锥形瓶中时，所用的仪器是_________(填下列各项序号字母)。

A.50 mL量筒                               B.10 mL量筒

C.25 mL酸式滴定管                      D.25 mL碱式滴定管

(3)步骤④中，理论上称取的镁条质量不能少于_________ g。

(4)步骤⑤中需记录的数据是_______；实验过程中观察到的主要现象是______________。

(5)步骤⑥中，读取量筒中水的体积时若俯视读数，对计算该条件下的气体摩尔体积影响为_________(填“偏大”“偏小”或“无法确定”)。

(6)为保证实验顺利进行，仪器丙应选用的规格是_________(填序号字母)。

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

(7)若水蒸气的挥发影响忽略不计，在该温度和压强下，气体摩尔体积为______ L·mol^-1。

Answer 1

(1)用两手掌紧贴锥形瓶外壁一会，如观察到广口瓶中长导管内有一段水柱升出液面，表明装置不漏气

(2)C

(3)0.12

(4)反应的起止时间  盛盐酸的锥形瓶中反应较剧烈，生成氢气的速率较大，反应完全用时少。最后排出水的体积基本一致

(5)偏大

(6)B

(7)0.2 V

解析：本题考查化学实验方案的设计和分析。量取10.00 mL盐酸和醋酸溶液应选择酸式滴定管，因为量筒误差较大。由于盐酸和醋酸的物质的量为0.01 mol，因此镁的物质的量为0.005 mol，故质量为0.12 g。比较产生氢气速率的不同，就要测定产生相同体积的气体消耗的时间。俯视量筒读数，则氢气的体积偏大，气体摩尔体积数值偏大。由于产生的氢气的体积为0.005 mol×22 400 mL·mol^-1=112 mL，则量筒规格为200 mL。