21.
(9分)某研究性学习小组为证明在同温同压下,相同浓度、
相同体积酸性不同的两种二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,同时测定实验室条件下的气体摩
尔体积.设计的简易实验装置如图所示.该实验的主要操作步骤
如下:
Ⅰ.①配制浓度均为0.5 mol/L 的H2SO4和H2C2O4溶液.
②用 量取10.00 mL 0.5 mol/L H2SO4和H2C2O4溶液分别于两个锥形瓶中.
③分别称取除去表面氧化膜的镁带并系于铜丝末端.
④检查装置的气密性,在广口瓶中装满水,按图连接好装置.
⑤将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中(铜丝不与酸接触)至反应完全后,记录 .
⑥反应结束后,读取量筒内水的体积为 y mL.
Ⅱ.请将上述步骤补充完整并回答下列问题:
(1)用密度为1.84 g/cm3 98%的浓H2SO4,配制浓度为250 mL
0.5 mol/L的H2SO4溶液,所需要的主要仪器有 、 、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管.
(2)以下是读取量筒内水的体积时,必须包括的几个步骤:①使乙、丙中液面相平;②将装置冷却至室温;③读取量筒内水的体积.这三步操作的正确顺序是 .
(3)读取量筒内水的体积时,若丙中液面高于乙中液面,使乙、丙中液面相平的操作是 .
(4)简述速率不等的原因 ,铜丝不与酸接触的原因是
.
解析:Ⅰ.②根据量取溶液体积的精确度要求可知使用酸式滴定管;⑤比较H2SO4、H2C2O4反应速率可通过观察气泡或完全反应所用时间长短.Ⅱ.(1)配制溶液需要使用特定的仪器(250 mL的容量瓶),定容时需用到胶头滴管.(2)为保证测量数据的准确,应该先将气体冷却到室温,所以应该先进行操作②,然后调整液面使气体压强等于外界大气压,最后正确读数.(3)如丙(量筒)中的液面高于乙的液面,应将丙向下移动.(4)因为H2SO4是强酸、H2C2O4是弱酸,故同浓度的两溶液H2SO4中含氢离子浓度大,反应速率快.若铜丝接触溶液,则构成原电池,使反应速率加快,影响实验结果.
答案:Ⅰ.酸式滴定管 反应所需时间
Ⅱ.(1)250 mL的容量瓶 胶头滴管
(2)②①③ (3)下移丙
(4)氢离子浓度不同 易形成原电池加快反应速率,干扰实验的测定