Question

某课外活动小组用镁条与盐酸反应制氢气，推算标准状况下1 mol　H₂的体积．现有下列实验用品：电子天平，100 mL口径较小的测气管(如图)，500 mL烧杯、100 mL烧杯、铁架台、单孔橡皮塞(与测气管径相配)、细铜丝、砂纸、镁条、水．

(1)还缺0.6 mol/L的盐酸480 mL，现请你用12 mol/L的浓盐酸进行配制，写出必须增补的实验仪器名称及规格________．

(2)选用上述药品和仪器(包括规格)，完成下列实验步骤，直到反应结束．

①取一段镁条，擦去氧化物，称量．

②用细铜丝系住镁条，一端留有握持部分．

③________．

④________．

⑤________．

⑥________．

⑦待镁条全部反应后，放置10 min，调节测气管中水面的高度，使管内外的水面相平齐，读出氢气的体积．

(3)简答下列问题．

①为什么要放置10 min？________．

②为什么测气管内外水面要平齐？________．

③实验时，所处环境不是标准状况，除了测定所用镁条质量、放出氢气的体积外，还应测定哪些数据？________．

④某生做了三次实验，计算结果是：第一次：1 mol　H₂体积22.530 L；第二次：1 mol　H₂体积23.700 L；第三次：1 mol　H₂体积22.470 L；本次实验得出1 moL　H₂在标准状况下的体积为________．

⑤每次做实验所用的镁条质量为________．

A．0.030 g　　B．0.200 g　　C．0.080 g　　D．0.120 g

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)500 mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、50 mL量筒; 　　(2)③向测气管中注入少量0.6 mol/L的盐酸(＞1.5 mL);④再向测气管中缓缓注入水至满(不能振荡);⑤镁条浸入管口的水中，加单孔塞使铜丝固定;⑥用手指抵住橡皮塞倒转测气管浸入盛有水的500 mL烧杯中(盐酸密度比水大，向下扩散与镁条接触发生反应); 　　(3)①冷却，使管内气温与室温相同;②使管内外气压相等;③室温和室内气压;④(22.530 L＋22.470 L)/2＝22.500;⑤C 　　解析：(1)配480 mL溶液，须增补容积为500 mL的容量瓶，所需浓盐酸的体积为25 mL，须增补50 mL的量筒(容量瓶的规格有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等几种；量筒的规格有10 mL、50 mL、100 mL、500 mL、1 000 mL等几种)． 　　(2)要利用测气管和烧杯完成镁与酸的反应，并且用测气管准确收集氢气进行测量，只能用排水集气法，又不能让H2逸漏，所以反应也就在测气管中进行． 　　(3)因为测定的体积不是标准状况下的，①和②问的目的是为了使氢气的温度和压强与室温及室内气压相同，然后根据理想气体状态方程进行换算，得到标准状况下的体积，所以第③问还应测出室温和室内气压，第④问，因为第二次所得数据与第一、三次的相比误差太大，应舍去．第⑤问，要保证Mg能反应完，并且放出的H2全部收集在测气管中，即H2的体积必须小于100 mL，决定了Mg的质量应小于0.107 g(但是又不能太小，否则制得的气体太少，测定的误差较大)，6 mol/L的盐酸又应大于1.5 mL，才能使Mg反应完．

提示：

本题集实验原理及步骤的设计、仪器及其规格的选择、实验数据的处理、药品用量的确定于一题，并与物理内容综合于一体，题型新颖灵活，是一道考查学生实验技能、思维能力的好题．