题目内容
某研究性学习小组为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下图所示。
该实验的主要操作步骤如下：
①配制100mL1.0 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ag已除去表面氧化膜的镁带，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VmL。
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
（3）若水蒸气的影响忽略不计，在实验室条件下，气体摩尔体积的计算式为：Vm＝________。
（4）若将装置中虚线部分换成装置丁测量收集到的气体体积必须包括以下几个步骤：a.调整量筒内外液面高度使之相等；b.使量筒内的气体冷却至室温；c.读出量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是_________（填序号）。测量收集到的气体体积时（图中夹持仪器已省略），如何使量筒内外液面的高度相同？____________________。
②10mL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
（3）0.2VL?mol-1
（4）bac 将量筒慢慢上下移动
【试题分析】
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。②考虑到10mL量筒的精确度是0.1mL，故应用10mL量筒；③因HCl的物质的量为0.01mol，由反应Mg+2HCl=MgCl2+H2↑知，HCl可与0.005molMg完全反应，为保证HCl完全反应，故镁应不少于0.005mol×24g/mol=0.12g。
（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0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，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。
（3）Vm是气体的体积（排出水的体积）与气体的物质的量之比。
（4）考虑反应时放热会多排出水，冷却后又有水回流，故要冷却到实验时的温度，为保证量筒内气体的压强与外界大气压强相等，故量筒内外液面应相平，当量筒内液面高于量筒外液面时，应将量筒下移，反之，应上移。
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实验室用H2O2分解反应制取氧气时，常加入催化剂以加快反应速率，某研究性学习小组为研究催化剂FeCl3的量对O2生成速率的影响，设计了如下三组实验方案（见下表），将表中所给的试剂按一定体积混合后进行反应．
（1）M由两种短周期元素组成，每个M分子含有18个电子，其分子球棍模型如图所示。测得M的摩尔质量为32g/mol。画出编号为2的原子结构示意图： 。
（2）已知1.0mol·L—1NaHSO3溶液的pH为3.5，加入氯水，振荡后溶液pH迅速降低。溶液pH降低的原因是 （用离子方程式表示）。
（3）在常温常压和光照条件下，N2在催化剂（TiO2）表面与H2O反应，生成1molNH3和O2时的能量变化值为382.5kJ，达到平衡后此反应NH3生成量与温度的实验数据如下表。则该反应的热化学方程式为 。
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T/K |
303 |
313 |
323 |
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NH3生成量/（10—1mol） |
4.3 |
5.9 |
6.0 |
（4）在溶液中，一定浓度的NH4＋能溶解部分Mg(OH)2固体，反应如下：
2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)
+2NH3·H2O(aq)
写出上述反应的平衡常数表达式
某研究性学习小组为探究Mg2+与NH3·H2O反应形成沉淀的情况，设计如下两组实验
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实验① |
等体积1 mol/L氨水和0.1 mol/L MgCl2溶液混合 |
生成白色沉淀 |
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实验② |
等体积0.1 mol/L氨水和1 mol/L MgCl2溶液混合 |
无现象 |
请分析实验①、②产生不同现象的原因： 。
（5）在室温下，化学反应I—(aq)+ ClO—(aq) = IO—(aq) + Cl—(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示：
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实验编号 |
I—的初始浓度 (mol·L—1) |
ClO—的初始浓度 (mol·L—1) |
OH—的初始浓度 (mol·L—1) |
初始速率v (mol·L—1· s—1) |
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1 |
2 × 10—3 |
1.5 × 10—3 |
1.00 |
1.8 × 10—4 |
|
2 |
a |
1.5 × 10—3 |
1.00 |
3.6 × 10—4 |
|
3 |
2 × 10—3 |
3 × 10—3 |
2.00 |
1.8 × 10—4 |
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4 |
4 × 10—3 |
3 × 10—3 |
1.00 |
7.2 × 10—4 |
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v= k [I—]1 [ClO—]b [OH—]c（温度一定时，k为常数）。
①设计实验2和实验4的目的是 ；
②若实验编号4的其它浓度不变，仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13，反应的初始速率v= 。