Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定實(shí)驗(yàn)室條件下的氣體摩爾體積，設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。

該實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟如下：
①配制100mL1.0 mol?L^-1的鹽酸溶液；
②用____________（填儀器名稱(chēng)并注明規(guī)格）量取10.0 mL 1.0 mol?L^-1的鹽酸溶液加入錐形瓶中；
③稱(chēng)取ag已除去表面氧化膜的鎂帶，并系于銅絲末端，為使HCl全部參加反應(yīng)，a的數(shù)值至少為_(kāi)____；
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(yīng)結(jié)束后待體系溫度恢復(fù)到室溫，讀出量筒中水的體積為VmL。
請(qǐng)將上述步驟補(bǔ)充完整并回答下列問(wèn)題。
（1）用文字表述實(shí)驗(yàn)步驟④中檢查裝置氣密性的方法：________________________。
（2）實(shí)驗(yàn)步驟⑤中應(yīng)選用________（填序號(hào)）的量筒。
A.100 mL　　　      B.200 mL　　　        C.500 mL
（3）若水蒸氣的影響忽略不計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，氣體摩爾體積的計(jì)算式為：V_m＝________。
（4）若將裝置中虛線部分換成裝置丁測(cè)量收集到的氣體體積必須包括以下幾個(gè)步驟：a.調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相等；b.使量筒內(nèi)的氣體冷卻至室溫；c.讀出量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是_________（填序號(hào)）。測(cè)量收集到的氣體體積時(shí)（圖中夾持儀器已省略），如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？____________________。

Answer 1

②10mL量筒  �、�0.12
（1）兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會(huì)兒，如果觀察到廣口瓶中長(zhǎng)導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好  

（2）B  

（3）0.2VL?mol^-1  

（4）bac   將量筒慢慢上下移動(dòng)

【試題分析】
本題以化學(xué)計(jì)量和化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)為背景，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的形式考查氣體摩爾體積的測(cè)定，探究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。②考慮到10mL量筒的精確度是0.1mL，故應(yīng)用10mL量筒；③因HCl的物質(zhì)的量為0.01mol，由反應(yīng)Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑知，HCl可與0.005molMg完全反應(yīng)，為保證HCl完全反應(yīng)，故鎂應(yīng)不少于0.005mol×24g/mol=0.12g。
（1）本裝置可與初中化學(xué)制氫氣的裝置聯(lián)系，用微熱的方法檢查裝置的氣密性。
（2）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，考慮到室溫時(shí)氣體的體積稍大些，再考慮通常儀器規(guī)格應(yīng)略大且越接近，誤差越小，故選B。
（3）V_m是氣體的體積（排出水的體積）與氣體的物質(zhì)的量之比。
（4）考慮反應(yīng)時(shí)放熱會(huì)多排出水，冷卻后又有水回流，故要冷卻到實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度，為保證量筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)相等，故量筒內(nèi)外液面應(yīng)相平，當(dāng)量筒內(nèi)液面高于量筒外液面時(shí)，應(yīng)將量筒下移，反之，應(yīng)上移。