题目内容
【题目】利用如图所示实验装置可以测定常温常压下气体的摩尔体积.甲同学利用如图1装置,根据下列步骤完成实验:
①装配好装置,作气密性检查.
②用砂纸擦去镁带表面的氧化物,然后取0.108g的镁带.
③取下A瓶加料口的橡皮塞,用小烧杯加入20mL水,再把已称量的镁带加到A瓶的底部,用橡皮塞塞紧加料口.
④用注射器从A瓶加料口处抽气,使B瓶导管内外液面持平.
⑤用注射器吸取10mL3molL﹣1硫酸溶液,用针头扎进A瓶加料口橡皮塞,将硫酸注入A瓶,注入后迅速拔出针头.
⑥当镁带完全反应后,读取C瓶中液体的体积,记录数据.
⑦用注射器从A瓶加料口处抽出8.0mL气体,使B瓶中导管内外液面持平.
⑧读出C瓶中液体体积是115.0mL.完成下列填空:
(1)常温常压下的压强为 , 温度为 .
(2)在常温常压下气体摩尔体积理论值约为24.5L/mol,甲 同学测出此 条件下lmol气体的体积为 , 计算此次实验的相对误差为%<保留2位有效数字).(相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量〔约定〕真值之比.乘以100%所得的数值,以百分数表示.)引起该误差的可能原因 .
a.镁带中含铝;b.没有除去镁带表面的氧化物;c.反应放热;d.所用硫酸的量不足
(3)丙同学提出可用如图2装置完成该实验.该装置气密性的检查方法是: .
(4)与原方案装置相比,丙同学使用的装置实验精度更高.请说明理由(回答两条) , .
【答案】
(1)101KPa;25℃
(2)25.1L;+2.5;ac
(3)从水准管中加入水,快速上移或下移水准管,若量气管内液面最终与水准管液面存在稳定的液面差即气密性良好
(4)该装置能更简便、更准确地控制气压不变;量气管由滴定管改制,读数更精确等
【解析】解:(1)常温常压下的压强为101KPa,温度为25℃,故答案为:101KPa;25℃;(2)生成氢气的体积为115mL﹣10mL+8mL=113mL,0.108gMg完全反应得到氢气为 =0.0045mol,可得气体摩尔体积为 =25.1mol/L,相对误差为 ×100%=+2.5%,
反应放热,气体体积热胀冷缩,Mg中含有Al时,生成氢气体积偏大,导致测定值偏大,没有除去镁带表面的氧化物、所用硫酸的量不足,导致生成氢气体积偏小,导致测定值偏小,故选ac,
故答案为:25.1L;+2.5;ac;(3)该装置气密性的检查方法是:从水准管中加入水,快速上移或下移水准管,若量气管内液面最终与水准管液面存在稳定的液面差即气密性良好,
故答案为:从水准管中加入水,快速上移或下移水准管,若量气管内液面最终与水准管液面存在稳定的液面差即气密性良好;(4)与图1相比,该装置能更简便、更准确地控制气压不变,借助水浴装置,实验温度更接近常温(水浴能减小反应放热带来的误差),量气管由滴定管改制,读数更精确,
故答案为:该装置能更简便、更准确地控制气压不变;量气管由滴定管改制,读数更精确等.
(1)常温常压是指25℃,101KPa;(2)加入的硫酸溶液体积也计算在量气瓶中的液体体积,反应后抽出的气体体积调整液面平衡,所以需要在气体体积中加入抽出气体的体积,可得生成氢气的体积为,根据Mg的质量计算生成氢气物质的量,进而计算气体摩尔体积;
相对误差是指测量所造成的绝对误差与真值之比,再乘以100%所得的数值;
反应放热,气体体积热胀冷缩,Mg中含有Al时,生成氢气体积偏大,导致测定值偏大,没有除去镁带表面的氧化物、所用硫酸的量不足,导致生成氢气体积偏小,导致测定值偏小;(3)利用液封气体,形成量气管内与水准管内液面存高度差,一定时间内液面差不变,说明气密性良好;(4)与图1相比,该装置能更简便、更准确地控制气压不变;量气管由滴定管改制,读数更精确等.