17.某研究性学习小组欲测定室温下(25℃、101 kPa)的气体摩尔体积,请回答下列问题。
该小组设计的简单实验装置如图所示:
该实验的主要操作步骤如下:
①配制100 mL 1.0 mol·L-1的盐酸溶液;
②用________(填仪器名称并注明规格)量取10.0
mL 1.0 mol·L-1的盐酸溶液加入锥形瓶中;
③称取a g已除去表面氧化膜的镁条,并系于铜丝末端,为使HCl全部参加反应,a的数值至少为________;
④往广口瓶中装入足量水,按上图连接好装置,检查装置的气密性;
⑤反应结束后待体系温度恢复到室温,读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并回答下列问题。
(1)用文字表述实验步骤④中检查装置气密性的方法:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验步骤⑤中应选用________(填序号)的量筒。
A.100 mL B.200 mL C.500 mL
读数时除恢复到室温外,还要注意________________________________________。
(3)若忽略水蒸气的影响,在实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm=________,若未除去镁条表面的氧化膜,则测量结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
解析:本题以化学计量和化学实验基础知识为背景,通过化学实验的形式考查气体摩尔体积的测定,探究实验中出现的问题,符合当前新课改的探究理念。
考虑到②10
mL量筒的精确度是0.1
mL,故应用10
mL量筒;③因HCl的物质的量为0.01
mol,由反应Mg+2HCl===MgCl2+H2↑知,HCl可与0.005
mol Mg完全反应,为保证HCl完全反应,故镁应不少于0.005
mol×24 g/mol=0.12 g。
(1)本装置可与初中化学制氢气的装置联系,用微热的方法检查装置的气密性。
(2)实验中产生的气体在标准状况下的体积为0.005
mol×22.4 L/mol=0.112 L=112
mL,考虑到室温时气体的体积稍大些,再考虑通常仪器规格应略大且越接近,误差越小,故选B。读数时注意量筒内的液面与集气瓶中液面相平,保证气压相等。
(3)Vm是气体的体积(排出水的体积)与气体的物质的量之比。若未除去表面的氧化膜,导致氧化膜耗酸,从而放出H2的体积变小,则Vm偏小。
答案:②10 mL量筒 ③0.12
(1)两手掌紧贴锥形瓶外壁一会儿,如果观察到广口瓶中长导管内有一段水柱高出液面,表明装置气密性良好。
(2)B 量筒内的液面与集气瓶内液面相平
(3)0.2V L·mol-1 偏小