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某课外活动小组用镁条与盐酸反应制氢气,推算标准状况下1 mol H2的体积.现有下列实验用品:电子天平,100 mL口径较小的测气管(如图),500 mL烧杯、100 mL烧杯、铁架台、单孔橡皮塞(与测气管径相配)、细铜丝、砂纸、镁条、水.

(1)还缺0.6 mol/L的盐酸480 mL,现请你用12 mol/L的浓盐酸进行配制,写出必须增补的实验仪器名称及规格________.

(2)选用上述药品和仪器(包括规格),完成下列实验步骤,直到反应结束.

①取一段镁条,擦去氧化物,称量.

②用细铜丝系住镁条,一端留有握持部分.

③________.

④________.

⑤________.

⑥________.

⑦待镁条全部反应后,放置10 min,调节测气管中水面的高度,使管内外的水面相平齐,读出氢气的体积.

(3)简答下列问题.

①为什么要放置10 min?________.

②为什么测气管内外水面要平齐?________.

③实验时,所处环境不是标准状况,除了测定所用镁条质量、放出氢气的体积外,还应测定哪些数据?________.

④某生做了三次实验,计算结果是:第一次:1 mol H2体积22.530 L;第二次:1 mol H2体积23.700 L;第三次:1 mol H2体积22.470 L;本次实验得出1 moL H2在标准状况下的体积为________.

⑤每次做实验所用的镁条质量为________.

A.0.030 g  B.0.200 g  C.0.080 g  D.0.120 g

答案:
解析:

  答案:(1)500 mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、50 mL量筒;

  (2)③向测气管中注入少量0.6 mol/L的盐酸(>1.5 mL);④再向测气管中缓缓注入水至满(不能振荡);⑤镁条浸入管口的水中,加单孔塞使铜丝固定;⑥用手指抵住橡皮塞倒转测气管浸入盛有水的500 mL烧杯中(盐酸密度比水大,向下扩散与镁条接触发生反应);

  (3)①冷却,使管内气温与室温相同;②使管内外气压相等;③室温和室内气压;④(22.530 L+22.470 L)/2=22.500;⑤C

  解析:(1)配480 mL溶液,须增补容积为500 mL的容量瓶,所需浓盐酸的体积为25 mL,须增补50 mL的量筒(容量瓶的规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等几种;量筒的规格有10 mL、50 mL、100 mL、500 mL、1 000 mL等几种).

  (2)要利用测气管和烧杯完成镁与酸的反应,并且用测气管准确收集氢气进行测量,只能用排水集气法,又不能让H2逸漏,所以反应也就在测气管中进行.

  (3)因为测定的体积不是标准状况下的,①和②问的目的是为了使氢气的温度和压强与室温及室内气压相同,然后根据理想气体状态方程进行换算,得到标准状况下的体积,所以第③问还应测出室温和室内气压,第④问,因为第二次所得数据与第一、三次的相比误差太大,应舍去.第⑤问,要保证Mg能反应完,并且放出的H2全部收集在测气管中,即H2的体积必须小于100 mL,决定了Mg的质量应小于0.107 g(但是又不能太小,否则制得的气体太少,测定的误差较大),6 mol/L的盐酸又应大于1.5 mL,才能使Mg反应完.


提示:

本题集实验原理及步骤的设计、仪器及其规格的选择、实验数据的处理、药品用量的确定于一题,并与物理内容综合于一体,题型新颖灵活,是一道考查学生实验技能、思维能力的好题.


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2013?丰台区二模)某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应
(1)实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体,请用化学反应解释该现象
2Mg+CO2
 点燃 
.
 
2MgO+C
2Mg+CO2
 点燃 
.
 
2MgO+C

(2)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测:写出Mg与NO2反应的化学方程式
4Mg+2NO2
 点燃 
.
 
4MgO+N2
4Mg+2NO2
 点燃 
.
 
4MgO+N2

(3)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)
资料信息:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
①装置A中的试剂是
NaOH溶液
NaOH溶液

②干燥管和装置B的作用分别是
吸收NO2避免环境污染
吸收NO2避免环境污染
收集N2
收集N2

③实验开始时正确的操作步骤是
badc
badc

a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管充满红综色气体后,关闭弹簧夹
(4)实验结束时,同学们观察到与预测相符合的现象,但当用水洗涤硬质玻璃管时,固体遇水产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝.
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应,该反应为
3Mg+N2
  △  
.
 
Mg3N2
3Mg+N2
  △  
.
 
Mg3N2

②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3

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科目:高中化学 来源: 题型:

某课外活动小组的学生用镁条与稀硫酸反应制取氢气并研究标准状况下1 mol氢气的体积。

实验用品:

仪器:电子天平、砂纸、水槽、100 mL烧杯、铁架台、单孔橡皮塞(玻璃管上带橡胶管和止水夹)、铜丝、30 mL酸式滴定管、100 mL小口径测气管(见下图)。

药品:镁条、水、15 mol·L-1的浓硫酸。

(1)本实验用0.6 mol·L-1的硫酸进行反应,活动小组共需要480 mL该浓度的硫酸,写出用15 mol·L-1的浓硫酸配制0.6 mol·L-1的硫酸时,还用到的仪器名称和规格____________、____________、____________;需要15 mol·L-1的浓硫酸____________mL。

(2)选用上述仪器的药品进行实验,补写下列实验步骤:

①取一段镁条,擦去氧化膜,称量;

②用细铜丝包裹镁条,铜丝的另一端插在单孔橡皮塞(玻璃管上带橡胶管和止水夹)上;

③_____________________________________________________________;

④_____________________________________________________________;

⑤_____________________________________________________________;

⑥待镁条全部反应后,放置一段时间,调节测气管中水面高度,使管中水面与水槽中水面相平,读出氢气体积。

(3)问题讨论:

①在标准状况下,其他操作都正常,为了保证实验成功,取用的镁条质量应小于_________________g,所用的稀硫酸应大于_________________mL。

②在标准状况下,某学生进行了5次实验,将实验数据通过计算,结果如下:

实验序号

第1次

第2次

第3次

第4次

第5次

H2的体积(L·mol-1

23.45

22.41

22.38

22.39

22.42

则通过实验验证,标准状况下,1 mol H2的体积为____________L。

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应
(1)实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体,请用化学反应解释该现象______.
(2)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测:写出Mg与NO2反应的化学方程式______.
(3)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)
资料信息:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
①装置A中的试剂是______.
②干燥管和装置B的作用分别是______、______.
③实验开始时正确的操作步骤是______.
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管充满红综色气体后,关闭弹簧夹
(4)实验结束时,同学们观察到与预测相符合的现象,但当用水洗涤硬质玻璃管时,固体遇水产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝.
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应,该反应为______.
②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因______.

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科目:高中化学 来源:2013年北京市丰台区高考化学二模试卷(解析版) 题型:填空题

某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应
(1)实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体,请用化学反应解释该现象   
(2)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测:写出Mg与NO2反应的化学方程式   
(3)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)
资料信息:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
①装置A中的试剂是   
②干燥管和装置B的作用分别是       
③实验开始时正确的操作步骤是   
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管充满红综色气体后,关闭弹簧夹
(4)实验结束时,同学们观察到与预测相符合的现象,但当用水洗涤硬质玻璃管时,固体遇水产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝.
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应,该反应为   
②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因   

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