Question

11．某课外学习小组设计如下的简易实验装置，证明在相同条件下，体积相同、物质的量浓度也相同的两种强弱不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定该实验条件下的气体摩尔体积．请回答下列问题：
（1）请将该实验的主要操作步骤补充完整：
①配制浓度均为 1mol•L^-1的盐酸和醋酸溶液；
②用酸式滴定管量取10.00mL 1mol•L^-1的盐酸和醋酸分别移入两个锥形瓶中；
③分别称取除去表面氧化膜的镁带 ag，并系于铜条末端，a的数值要大于0.12g；
④在广口瓶中装满水，按图连接好装置并检查装置的气密性；
⑤将铜条向下移动，使足量的镁带浸入酸中（铜条不与酸接触），至反应完全后，记录下反应起止时间；
⑥反应结束后，读取量筒中水的体积为V mL（包括导管中的水）．
（2）要比较准确地读取量筒内水的体积，必须包括以下几个步骤：①使乙、丙中液面相平；②将气体冷却至室温；③平视读取量筒内水的体积．其操作的正确顺序是②①③．（用序号排列）
（3）该实验中应该选用B规格的量筒．（填序号）
A.100mL             B.200mL           C.500mL
（4）若不考虑水蒸气的影响，在该实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$．若仰视读取量筒内水的体积，则测得气体摩尔体积将偏小（填偏大、偏小或不变）．

Answer 1

分析 （1）②根据酸式滴定管和碱式滴定管的使用要求以及精确度来选择；
③根据化学方程式进行计算；
⑤比较化学反应速率，必须是比较一定时间之内的反应物浓度的变化或其它量的变化；（3）读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差；
⑥读数时要保持左右气体压强相等，以减少误差；
（2）根据先冷却、再调整高度相等、最后读出量筒中体积的顺序排列即可；
（3）根据化学方程式进行计算产生气体体积，然后判断量筒规格；
（4）根据气体摩尔体积V_m=$\frac{V}{n}$进行计算；若仰视读数，则读出的读数偏小．

解答 解：（1）②题中要求酸的体积10.00 mL较精确，应选酸式滴定管，如用碱式滴定管会腐蚀橡胶管，
故答案为：酸式滴定管；
③Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
 24g　   2 mol　　　　　　　　 
  a    1mol/L×0.01L　　     
a=0.12 g．
故答案为：0.12；
⑤比较化学反应速率，必须是比较一定时间之内的反应物浓度的变化或其它量的变化，
故答案为：反应起止时间；
（2）应该先将溶液冷却到室温，然后使乙、丙中液面相平，最后读出量筒中溶液体积，所以正确顺序为：②①③，
故答案为：②①③；
（3）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
   　   2 mol　　　　　　　　1 mol
  　   1 mol/L×0.01 L　　  n（H₂）
n（H₂）=0.005 mol，V（H₂）=0.005 mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，应选200mL量筒，
故答案为：B；
（4）盐酸中氢离子的物质的量为：1mol/L×0.01L，生成氢气的物质的量为：$\frac{1}{2}$×1mol/L×0.01L，通过⑥的气体的体积为VmL=V×10^-3L，V_m=$\frac{V}{n}$=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$；若仰视读数，则读出的量筒内液体体积偏小，根据V_m=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{\frac{1}{2}×1mol/L×0.01L}$可知，测定的气体摩尔体积偏小，
故答案为：$\frac{2×1{0}^{-3}VL}{1mol/L×0.01L}$；偏小．

点评 本题考查了体积影响化学反应速率的因素，题目难度中等，涉及化学方程式的计算、气体摩尔体积的计算、配制一定物质的量浓度的溶液方法、影响化学反应速率的因素等知识，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析能力及化学实验、化学计算能力．