4.利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)定常溫常壓下氣體的摩爾體積.甲同學(xué)利用如圖1裝置,根據(jù)下列步驟完成實(shí)驗(yàn):

①裝配好裝置,作氣密性檢查.
②用砂紙擦去鎂帶表面的氧化物,然后取0.108g的鎂帶.
③取下A瓶加料口的橡皮塞,用小燒杯加入20mL水,再把已稱量的鎂帶加到A瓶的底部,用橡皮塞塞緊加料口.
④用注射器從A瓶加料口處抽氣,使B瓶導(dǎo)管內(nèi)外液面持平.
⑤用注射器吸取10mL3mol•L-1硫酸溶液,用針頭扎進(jìn)A瓶加料口橡皮塞,將硫酸注入A瓶,注入后迅速拔出針頭.
⑥當(dāng)鎂帶完全反應(yīng)后,讀取C瓶中液體的體積,記錄數(shù)據(jù).
⑦用注射器從A瓶加料口處抽出8.0mL氣體,使B瓶中導(dǎo)管內(nèi)外液面持平.
⑧讀出C瓶中液體體積是115.0mL.完成下列填空:
(1)常溫常壓下的壓強(qiáng)為101KPa,溫度為25℃.
(2)在常溫常壓下氣體摩爾體積理論值約為24.5L/mol,甲 同學(xué)測(cè)出此  條件下lmol氣體的體積為25.1L,計(jì)算此次實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差為+2.5%<保留2位有效數(shù)字).(相對(duì)誤差指的是測(cè)量所造成的絕對(duì)誤差與被測(cè)量〔約定〕真值之比.乘以100%所得的數(shù)值,以百分?jǐn)?shù)表示.)引起該誤差的可能原因ac.
a.鎂帶中含鋁;b.沒(méi)有除去鎂帶表面的氧化物;c.反應(yīng)放熱;d.所用硫酸的量不足
(3)丙同學(xué)提出可用如圖2裝置完成該實(shí)驗(yàn).該裝置氣密性的檢查方法是:從水準(zhǔn)管中加入水,快速上移或下移水準(zhǔn)管,若量氣管內(nèi)液面最終與水準(zhǔn)管液面存在穩(wěn)定的液面差即氣密性良好.
(4)與原方案裝置相比,丙同學(xué)使用的裝置實(shí)驗(yàn)精度更高.請(qǐng)說(shuō)明理由(回答兩條)該裝置能更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確地控制氣壓不變,量氣管由滴定管改制,讀數(shù)更精確等.

分析 (1)常溫常壓是指25℃,101KPa;
(2)加入的硫酸溶液體積也計(jì)算在量氣瓶中的液體體積,反應(yīng)后抽出的氣體體積調(diào)整液面平衡,所以需要在氣體體積中加入抽出氣體的體積,可得生成氫氣的體積為,根據(jù)Mg的質(zhì)量計(jì)算生成氫氣物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算氣體摩爾體積;
相對(duì)誤差是指測(cè)量所造成的絕對(duì)誤差與真值之比,再乘以100%所得的數(shù)值;
反應(yīng)放熱,氣體體積熱脹冷縮,Mg中含有Al時(shí),生成氫氣體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定值偏大,沒(méi)有除去鎂帶表面的氧化物、所用硫酸的量不足,導(dǎo)致生成氫氣體積偏小,導(dǎo)致測(cè)定值偏;
(3)利用液封氣體,形成量氣管內(nèi)與水準(zhǔn)管內(nèi)液面存高度差,一定時(shí)間內(nèi)液面差不變,說(shuō)明氣密性良好;
(4)與圖1相比,該裝置能更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確地控制氣壓不變;量氣管由滴定管改制,讀數(shù)更精確等.

解答 解:(1)常溫常壓下的壓強(qiáng)為101KPa,溫度為25℃,
故答案為:101KPa;25℃;
(2)生成氫氣的體積為115mL-10mL+8mL=113mL,0.108gMg完全反應(yīng)得到氫氣為$\frac{0.108g}{24g/mol}$=0.0045mol,可得氣體摩爾體積為$\frac{0.113L}{0.045mol}$=25.1mol/L,相對(duì)誤差為$\frac{25.1mol/L-24.5mol/L}{24.5mol/L}$×100%=+2.5%,
反應(yīng)放熱,氣體體積熱脹冷縮,Mg中含有Al時(shí),生成氫氣體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定值偏大,沒(méi)有除去鎂帶表面的氧化物、所用硫酸的量不足,導(dǎo)致生成氫氣體積偏小,導(dǎo)致測(cè)定值偏小,故選ac,
故答案為:25.1L;+2.5;ac;
(3)該裝置氣密性的檢查方法是:從水準(zhǔn)管中加入水,快速上移或下移水準(zhǔn)管,若量氣管內(nèi)液面最終與水準(zhǔn)管液面存在穩(wěn)定的液面差即氣密性良好,
故答案為:從水準(zhǔn)管中加入水,快速上移或下移水準(zhǔn)管,若量氣管內(nèi)液面最終與水準(zhǔn)管液面存在穩(wěn)定的液面差即氣密性良好;
(4)與圖1相比,該裝置能更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確地控制氣壓不變,借助水浴裝置,實(shí)驗(yàn)溫度更接近常溫(水浴能減小反應(yīng)放熱帶來(lái)的誤差),量氣管由滴定管改制,讀數(shù)更精確,
故答案為:該裝置能更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確地控制氣壓不變;量氣管由滴定管改制,讀數(shù)更精確等.

點(diǎn)評(píng) 本題考查定量測(cè)定實(shí)驗(yàn),涉及氣體摩爾體積的測(cè)定,關(guān)鍵是理解測(cè)定原理計(jì)算生成氫氣的體積,較好的考查學(xué)生分析計(jì)算能力,題目難度中等.

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