Question

18．某研究性学习小组欲测定室温下（25℃、101kPa）的气体摩尔体积，请回   答以下问题．该小组设计的简易实验装置如图所示：该实验的主要操作步骤如下：
①配制100mL 1.0mol/L 的盐酸溶液；
②用10ml的量筒量取10.0mL 1.0mol/L 的盐酸溶液加入锥形瓶中；
③称取a g 已除去表面氧化膜的镁条，并系于铜丝末端，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为0.12；
④往广口瓶中装入足量水，按上图连接好装置，检查装置的气密性；
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温，读出量筒中水的体积为V mL．
请将上述步骤补充完整并回答下列问题．
（1）用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法：两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好
（2）实验步骤⑤中应选用B（填序号）的量筒．
A．100mL　　　　B．200mL　　　　C．500mL
读数时除恢复到室温外，还要注意调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平．
（3）若忽略水蒸气的影响，在实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为：Vm=0.2V L•mol^-1，若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析 ③根据氯化氢的物质的量及化学方程式计算镁条的质量；
（1）根据压力差检验装置的气密性；
（2）步骤③假设a全部是镁，结合化学方程式计算得到；
  Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
 24g　 　　　2mol       11200mL
0.12g　   0.01mol       112mL
应选200mL量筒；读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差，故应注意：将量筒缓缓向下移动，使乙、丙中液面相平；
（3）根据气体摩尔体积的计算式，V_m=$\frac{V}{n}$计算即可．

解答 解：10.0mL 1.0mol/L 的盐酸中含有氯化氢的物质的量为：1.0mol/L×0.01L=0.01mol，
③Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
 24g　2mol 
  a  0.01mol，
a=$\frac{24g×0.01mol}{2mol}$g，
故答案为：0.12；
（1）根据压力差检验装置的气密性，两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好，
故答案为：两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿，如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面，表明装置气密性良好；
（2）步骤③步骤③假设a全部是镁，则
 Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
24g　  2mol    11200mL
0.12g 0.01mol  112mL
由方程可知：为使HCl全部参加反应，a的数值至少为0.12g；生成112mL氢气，应选200mL量筒；
读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差，故应注意：将量筒缓缓向下移动，使乙、丙中液面相平，调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平，
故答案为：B；调节量筒高度，使量筒内的液面与集气瓶内的液面相平；
（3）0.01mol氯化氢完全反应能够生成0.005mol氢气，该氢气的体积为VmL，若忽略水蒸气的影响，则在该实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为：V_m=$\frac{V}{n}=\frac{V×1{0}^{-3}L}{0.005mol}$=0.2V L•mol^-1；
若未除去镁条表面的氧化膜，导致生成的氢气体积减少，则测量结果偏小，
故答案为：0.2V L•mol^-1；偏小．

点评 本题主要考查常温下气体摩尔体积的测定，题目难度中等，明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键，注意掌握气体摩尔体积的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．