11.(2010·模拟题)利用右图所示实验装置可以测定一定条件下1 mol
气体的体积。图中仪器C称为液体量瓶,瓶颈上有110-130 mL
刻度线。将一定质量的镁带和过量的稀硫酸在仪器A瓶中完全反
应,产生的H2将B瓶中的液体压入液体量瓶中,根据液体的体
积可以转换成H2的体积。
实验步骤
①装配好化学反应气体体积测定仪,作气密性检查。
②用砂纸擦去镁带表面的氧化物,然后称取0.100-0.110 g的镁带,把数据记录于表格。
③取下A瓶加料口的橡皮塞,用小烧杯加入20 mL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10 mL 3 mol/L硫酸,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,把数据记录于表格。
⑦用注射器从A瓶加料口处抽气,使B瓶中导管内外液面持平,记录抽出气体的体积,把数据记录于表格。
重复上述操作进行第二次实验,避免偶然误差。
根据上述实验方法回答下列问题:
实验室温度:25℃,压强,101 kPa。该条件下1 mol氢气体积的理论值为24.5 L。
(1)连接装置及气密性检查:当A瓶加料口塞上橡胶塞,_____________________
可以确认装置气密性合格。
(2)B中所装液体一般是________(填“水”或“品红”)。
A中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
(3)实验数据如下:温度:25℃(镁元素的相对原子质量为24.3)
实验次数 |
m(Mg)g |
硫酸体积mL |
液体量瓶中 液体体积mL |
抽出气体体积mL |
氢气体积mL |
计算1 mol 氢气体积L |
1 |
0.100 |
10.0 |
110.0 |
6.5 |
X |
|
2 |
0.115 |
10.0 |
121.0 |
8.0 |
|
|
①上表中X=________;
②计算1 mol氢气体积:两次实验的平均值=________L;
③计算实验误差:×100%=________;
④引起该误差的可能原因是________(填字母)。
A.镁带中含有跟硫酸不反应的杂质 B.没有除去镁带表面的氧化镁
C.镁带中含有杂质铝 D.所用稀硫酸不足量
(4)许多同学在实验中测得的数据偏高(记录数据时已恢复至室温)。为此,某化学兴趣小组的同学对此实验方案提出了两条修正建议①A、B瓶的气体中含有水汽,增加的气体体积中所含的水汽,不该计入氢气的体积。②B瓶中导管(图中阴影部分VB)内液柱部分在反应后为空气所占据,不该计入氢气的体积。你认为他们的意见合理的是________(合理则填序号,否则填“无”)。
如有合理之处,请根据下面的数据给出修正的1 mol氢气体积的数学表达式。(镁元素的相对原子质量为24.3)
实验次数 |
m(Mg)g |
硫酸 体积mL |
液体量瓶中液体体积mL |
抽出气体 体积mL |
B瓶的一段液柱体积 mL |
水汽体积 百分含量 |
计算1 mol氢气体积L |
1 |
0.100 |
10.0 |
110.0 |
6.5 |
VB |
a% |
|
1 mol氢气体积=________L(填写数学表达式。)
解析:(1)微热A装置,系统内气体压强增大,趋向于把储液瓶(B瓶)内导管中液体通过导管压到装置C。
(2)B中所装液体用“品红”比“水”更直观鲜明。
(3)④镁带中含有杂质铝,致使生成的气体较理论值偏多。
(4)①A、B瓶的气体中含有水汽,增加的气体体积中所含的水汽,不该计入氢气的体积。②B瓶中导管(图中阴影部分VB)内液柱部分在反应后为空气所占据,不该计入氢气的体积。
答案:(1)储液瓶(B瓶)内导管中液面会上升,观察上升液面在1分钟内无明显下降
(2)品红 Mg+2H+===Mg2++H2↑ (3)①106.5 ②25.5 ③4.08% ④C
(4)①② 0.243(106.5-VB)(1-a%)