Question

12．某研究性学习小组欲测定室温下（25℃、101kPa）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配制100mL 1.0mol•L^-1的盐酸溶液；
②用10mL量筒（填仪器名称并注明规格）量取7.5mL 1.0mol•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0.09g；
④往广口瓶中装入足量水，按如图连接好装置，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）步骤①中，配制100mL 1.0mol•L^-1的盐酸溶液时，下列哪些操作会使配制浓度偏小ACD（填写字母）．
A．用量筒量取浓盐酸时，俯视量筒的刻度
B．容量瓶未干燥即用来配制溶液
C．浓盐酸在烧杯中稀释时，搅拌时间过长
D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线，继续加水至刻度线
E．在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线
F．烧杯中有少量水
（2）请填写操作步骤中的空格：步骤②10mL量筒，步骤③0.09g．
（3）实验步骤⑤中应选用A（填字母）的量筒．
A．100mL　　　　　B．200mL　　　　　C．500mL
（4）忽略水蒸气影响，在该条件下测得气体摩尔体积的计算式为Vm=$\frac{1}{3.75V}$L/mol．
（5）若未除去镁条表面的氧化膜，则测得该条件下气体的摩尔体积偏小（填偏大、偏小或无影响）．

Answer 1

分析 （1）分析具体操作对n、V的影响，根据c=$\frac{n}{V}$分析不当操作对溶液浓度的影响．
（2）步骤②量取7.5mL 1.0mol•L的盐酸溶液加入锥形瓶中，题中要求酸的体积7.5mL，故选用10mL量筒即可；
步骤③假设a全部是镁结合化学方程式计算得到；
（3）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；
（4）由（3）得气体的物质的量为0.00375mol，通过气体的体积为V mL，通过V_m=$\frac{V}{n}$来计算；
（5）若未除去镁条表面的氧化膜，生成的氢气体积减少．

解答 解：（1）A．用量筒量取浓盐酸时，俯视量筒的刻度，则量取的浓盐酸的体积偏小，所配置出的溶液的浓度偏低，故A正确；
B．容量瓶未干燥即用来配制溶液，对溶液的浓度无影响，故B错误；
C．浓盐酸在烧杯中稀释时，搅拌时间过长会导致HCl的挥发，则所配置的溶液的浓度偏低，故C正确；
D．定容完成后，将容量瓶倒置摇匀后，发现液面低于刻度线是正常的，如果再加水则浓度偏小，故D正确；
E．在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线，则溶液体积偏小，浓度偏高，故F错误；               
F．烧杯中有少量水，对盐酸溶质的量无影响，则对所配制的溶液的浓度无影响，故F错误．
故选ACD；
（2）步骤②量取7.5mL 1.0mol•L的盐酸溶液加入锥形瓶中，题中要求酸的体积7.5mL，故选用10mL量筒即可；
步骤③
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
1mol 2mol
n 0.0075 mol
n=0.00375mol 故a=24g/mol×0.00375mol=0.090；
故答案为：10mL量筒；0.09；
（3）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
2mol　 　　　1mol
0，0075 mol　 n（H₂）
n（H₂）=0.00375mol V（H₂）=0.00375 mol×22.4L/mol=0.056L=56ml，应选100mL量筒；
故答案为：A；
（4）由（2）得气体的物质的量为0.00375 mol，通过⑥的气体的体积为V mL，V_m=$\frac{V}{n}$=$\frac{0.001VL}{0.00375mol}$=$\frac{1}{3.75V}$L/mol，故答案为：$\frac{1}{3.75V}$．
（5）若未除去镁条表面的氧化膜，生成的氢气体积减少，则测量结果偏小，故答案为：偏小．

点评 本题主要考查了一定体积的一定浓度的溶液的配制，在配制过程中要注意的一些事项都在本题中有所考查，气体摩尔体积的计算要抓住定义进行计算即可，试题的综合性较强．