Question

某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应测定通常状况(约20 ℃，1 atm)下气体摩尔体积。

(1)甲组同学拟选用下列实验装置完成实验：

①该组同学必须选用的装置的连接顺序是A接(　　)、(　　)接(　　)、(　　)接(　　)(填接口字母，可不填满)；

②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因______________

_______________________________________________________________；

③实验结束时，该组同学应怎样测量实验中生成氢气的体积？

__________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)乙组同学仔细分析甲组同学的实验装置后，认为：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如下图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是：______________________________________

______________________________________________________________；

②实验中准确测得4个数据：实验前铝硅合金的质量为m₁ g，实验后残留固体的质量为m₂ g，实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V₁ mL、V₂ mL。则通常状况下气体摩尔体积V_m＝________。

Answer 1

解析　本题通过测定一定物质的量的H₂的体积来测定通常状况下气体摩尔体积。H₂的物质的量可根据铝硅合金中铝的质量求算，H₂的体积通过排水法测定。

(1)①干燥H₂时要长进短出，排水测定H₂体积时要短进长出，不选F装置的理由是F中导管太短，不能形成连通器，无法调整两容器内的液面高度，使广口瓶中和量筒中压强不等，产生误差。②由于反应放热且生成气体，锥形瓶中气体压强变大，所以稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶。③测量H₂体积时要注意两个问题：一是冷却，二是保证液面两侧压强相等。

(2)①a管可使分液漏斗内与锥形瓶内压强相等，从而使稀硫酸顺利滴下，还能够消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。

②m(Al)＝(m₁－m₂)g，

所以n(H₂)＝n(Al)＝mol

V(H₂)＝(V₁－V₂)mL，

所以V_m＝＝L/mol。

答案　(1)①C　B　E　D　G

②铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大

③待实验装置冷却后，上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，再平视读取量筒中水的体积，即氢气在通常状况下的体积

(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等；打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差

②L/mol