Question

19．某研究性学习小组欲测定室温下（25℃、101 kPa）的气体摩尔体积，请回答以下问题．该小组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：
①用实验室中浓盐酸配制100 mL 1.0 mol•L^-1的盐酸溶液；
②用量筒量取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；
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．
回答下列问题．
（1）步骤①中除量筒、烧杯外还需要的玻璃仪器有：100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒．下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是A（填字母）．
A．用量筒量取浓盐酸时，仰视量筒的刻度
B．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出
C．定容时仰视刻度线
D．定容后倒置摇匀后再正立时，发现液面低于刻度线
（2）步骤③中，为使HCl全部参加反应，a的数值至少为0.12g．实验步骤⑤中应选用B（填序号）的量筒．
A．100mL           B．200mL            C．500mL
（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V_m=$\frac{V}{5}$mol/L（用含V的代数式表示），若未除去镁条表面的氧化膜，则测量结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）用实验室中浓盐酸配制100 mL 1.0 mol•L^-1的盐酸溶液，需要计算、量取、溶解、转移、洗涤转移、定容等步骤，据此选择仪器，
A．用量筒量取浓盐酸时，俯视量筒的刻度会使所量取溶液的体积减小；
B．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出，溶质损失；
C．定容时仰视刻度线，水加入超过刻度线，溶液浓度减小；
D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线不会对所配置的溶液的浓度有影响；
（2）步骤③假设a全部是镁结合化学方程式计算得到；Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑产生的氢气的体积即为排出的水的体积，据此选择量筒的规格；
（3）忽略水蒸气影响，在该实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为V_m=$\frac{V}{n}$；若未除去镁条表面的氧化膜，导致生成的氢气体积减少，则测量结果偏小．

解答 解：（1）用实验室中浓盐酸配制100 mL 1.0 mol•L^-1的盐酸溶液，需要计算、量取、溶解、转移、洗涤转移、定容等步骤，据此选择仪器，除量筒、烧杯外还需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒，
A．用量筒量取浓盐酸时，仰视量筒的刻度会使所量取溶液的体积增大，使所配置的溶液的浓度偏大，故A符合；
B．向容量瓶中转移时，有少量液体溅出，浓盐酸损耗，配置溶液中溶质减少，配置浓度偏小，故B不符合；
C．定容时仰视刻度线，水加入超过刻度线，溶液浓度减小，故C不符合；
D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线不会对所配置的溶液的浓度有影响，故D不符合；
故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒；  A；
（2）量10mL 1.0mol•L的盐酸溶液加入锥形瓶中，
  Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
1mol   2mol
n      0.01mol
n=0.005mol
故a=24g/mol×0.005mol=0.12g，
实验步骤⑤中
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
      2mol　 　　　1mol
 0.01 mol　     n（H₂）
n（H₂）=0.005mol
V（H₂）=0.005 mol×22.4L/mol=0.112L=112ml，应选200mL量筒；
故答案为：0.12g； B；            
（3）0.01mol氯化氢完全反应能够生成0.005mol氢气，该氢气的体积为VmL，若忽略水蒸气的影响，则在该实验条件下测得气体摩尔体积的计算式为：V_m=$\frac{V}{n}$=0.2V L•mol^-1；
若未除去镁条表面的氧化膜，导致生成的氢气体积减少，则测量结果偏小，
故答案为：$\frac{V}{5}$mol/L；偏小．

点评 本题主要考查常温下气体摩尔体积的测定，题目难度中等，明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键，注意掌握气体摩尔体积的概念及计算方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．