Question

20．某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定室溫下（25℃、101kPa）的氣體摩爾體積，請(qǐng)回答以下問題．該小組設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
該實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟如下：
①．配制 0.20mol/L的鹽酸溶液；
②．用酸式滴定管量取10.00mL 0.20mol/L的鹽酸溶液加入錐形瓶中；
③．用電子天平稱取a g已除去表面氧化膜的鎂條，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0.024；
④．按上圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；由量氣管向干燥管中加適量的水并讀出量氣管中水面刻度為V₁mL（量氣管結(jié)構(gòu)類似堿式滴定管）．
⑤．反應(yīng)結(jié)束后待體系溫度恢復(fù)到室溫，讀出量氣管中水面刻度為V₂mL．
根據(jù)上述步驟提供的信息回答下列問題：
（1）若用密度為1.25g•cm^-3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制240mL0.20mol/L的鹽酸溶液，濃鹽酸的溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為12.5mol/L，需這樣的濃鹽酸4.00mL．
（2）將上述步驟補(bǔ)充完整：②酸式滴定管；③0.024．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟⑤中應(yīng)選用B（填序號(hào)）的量氣管．
A．20mL　　　B．50mL　　　C．100mL
讀數(shù)時(shí)除恢復(fù)到室溫外，還要注意調(diào)節(jié)量氣管高度，使量氣管內(nèi)的液面與干燥管內(nèi)的液面相平．
（4）若忽略水蒸氣的影響，在實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得氣體摩爾體積的為Vm=（V₂-V₁）L/mol，若未除去鎂條表面的氧化膜，則測(cè)量結(jié)果偏小（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)c_濃=$\frac{ρω}{M}×1{0}^{3}$計(jì)算濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度，容量瓶沒有240mL的規(guī)格，需要配制250mL，據(jù)稀釋定律：c_濃×V_濃=c_稀×V_稀計(jì)算濃鹽酸的體積；
（2）②根據(jù)酸式滴定管和堿式滴定管的使用要求來選擇；
③根據(jù)方程式計(jì)算完全反應(yīng)需要的鎂的質(zhì)量；
（3）根據(jù)方程式計(jì)算完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量，再得出在標(biāo)況下氫氣的體積，在同壓、同物質(zhì)的量的條件下，氣體的體積隨溫度升高而增大，$\frac{{V}_{標(biāo)}}{{V}_{室}}$=$\frac{{T}_{標(biāo)}}{{T}_{室}}$，算出室溫下的體積，再作選擇；讀數(shù)時(shí)要保持左右氣體壓強(qiáng)相等，以減少誤差；
（4）忽略水蒸氣影響，在該實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得氣體摩爾體積的計(jì)算式為V_m=$\frac{V}{n}$；若未除去鎂條表面的氧化膜，導(dǎo)致生成的氫氣體積減少，則測(cè)量結(jié)果偏�。�

解答 解：（1）根據(jù)公式計(jì)算濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度，c_濃=$\frac{ρω}{M}×1{0}^{3}$=$\frac{1.25×36.5%}{36.5}×1{0}^{3}$=12.5mol/L，容量瓶沒有240mL的規(guī)格，需要配制250mL，據(jù)稀釋定律：c_濃×V_濃=c_稀×V_稀，則V_濃=$\frac{250mL×0.20mol/L}{12.5mol/L}$=4.00mL，
故答案為：12.5mol/L；4.00；
（2）②題中要求酸的體積10.00 mL較精確，應(yīng)選酸式滴定管，如用堿式滴定管會(huì)腐蝕橡膠管，
故答案為：酸式滴定管；
③Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
 24g　   2 mol　　　　　　　　 
  a    0.2mol/L×0.01L　　     
a=0.024 g，
故答案為：0.024；
（3）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
         24g　 　　　   1mol
      0.024g　             n（H₂）
完全反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為n（H₂）=0.001mol，在標(biāo)況下V（H₂）=0.001mol×22.4L/mol=0.024L=24mL，在同壓、同物質(zhì)的量的條件下，氣體的體積隨溫度升高而增大，$\frac{{V}_{標(biāo)}}{{V}_{室}}$=$\frac{{T}_{標(biāo)}}{{T}_{室}}$，則室溫下的體積V_室=$\frac{{V}_{標(biāo)}×{T}_{室}}{{T}_{標(biāo)}}$=$\frac{24mL×（273+25）K}{273K}$=26mL，應(yīng)選50mL量筒；讀數(shù)時(shí)要保持左右氣體壓強(qiáng)相等，以減少誤差，故應(yīng)注意：調(diào)節(jié)量氣管高度，使量氣管內(nèi)的液面與干燥管內(nèi)的液面相平，
故答案為：B；調(diào)節(jié)量氣管高度，使量氣管內(nèi)的液面與干燥管內(nèi)的液面相平；
（4）若忽略水蒸氣的影響，則在該實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得氣體摩爾體積的計(jì)算式為V_m=$\frac{V}{n}$=$\frac{{（V}_{2}-{V}_{1}）×1{0}^{-3}L}{0.001mol}$=（V₂-V₁）L/mol，若未除去鎂條表面的氧化膜，導(dǎo)致生成的氫氣體積減少，則測(cè)量結(jié)果偏小，
故答案為：（V₂-V₁）L/mol；偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查探究室溫下的氣體摩爾體積，題目靈活，涉及溶液的配制、實(shí)驗(yàn)操作、定量計(jì)算等，注意氣體摩爾體積的計(jì)算要抓住定義進(jìn)行計(jì)算，試題的綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．