Question

某中學(xué)有甲、乙兩個探究性學(xué)習(xí)小組，他們擬用小顆粒狀鋁硅合金與足量稀硫酸的反應(yīng)測定通常狀況(約20 ℃，1 atm)下氣體摩爾體積。

(1)甲組同學(xué)擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)：

①該組同學(xué)必須選用的裝置的連接順序是A接(　　)、(　　)接(　　)、(　　)接(　　)(填接口字母，可不填滿)；

②實(shí)驗(yàn)開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶。請你幫助分析原因______________

_______________________________________________________________；

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，該組同學(xué)應(yīng)怎樣測量實(shí)驗(yàn)中生成氫氣的體積？

__________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)乙組同學(xué)仔細(xì)分析甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置后，認(rèn)為：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

①裝置中導(dǎo)管a的作用是：______________________________________

______________________________________________________________；

②實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測得4個數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)前鋁硅合金的質(zhì)量為m₁ g，實(shí)驗(yàn)后殘留固體的質(zhì)量為m₂ g，實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V₁ mL、V₂ mL。則通常狀況下氣體摩爾體積V_m＝________。

Answer 1

解析　本題通過測定一定物質(zhì)的量的H₂的體積來測定通常狀況下氣體摩爾體積。H₂的物質(zhì)的量可根據(jù)鋁硅合金中鋁的質(zhì)量求算，H₂的體積通過排水法測定。

(1)①干燥H₂時要長進(jìn)短出，排水測定H₂體積時要短進(jìn)長出，不選F裝置的理由是F中導(dǎo)管太短，不能形成連通器，無法調(diào)整兩容器內(nèi)的液面高度，使廣口瓶中和量筒中壓強(qiáng)不等，產(chǎn)生誤差。②由于反應(yīng)放熱且生成氣體，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大，所以稀硫酸不能順利滴入錐形瓶。③測量H₂體積時要注意兩個問題：一是冷卻，二是保證液面兩側(cè)壓強(qiáng)相等。

(2)①a管可使分液漏斗內(nèi)與錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)相等，從而使稀硫酸順利滴下，還能夠消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。

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鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大

③待實(shí)驗(yàn)裝置冷卻后，上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，即氫氣在通常狀況下的體積

(2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等；打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差

②L/mol