题目内容
某同学预设计实验测定氢气在通常状况下的摩尔体积,设计如下实验步骤:
①准备如图所示的仪器;
②向A仪器中分别装入mg锌粒和VmL稀硫酸;
③称取A仪器、B仪器和药品的总质量,记为a g;
④连接装置,采取措施使反应发生;
⑤反应停止后,测得在通常状况下收集的气体体积为b mL;
⑥再次称量A仪器和B仪器的总质量(含内装物质),记为c g;
⑦处理数据等.
(1)写出A仪器中发生反应的化学方程式________.
(2)上述实验方案中缺少一个必要的实验步骤,你认为是________;步骤④中“采用措施”指的是________.
(3)若拆除B仪器(其他仪器不变),________(填“会”或“不会”)对本实验产生影响,理由是________.
(4)根据上述数据,计算在通常状况下氢气的摩尔体积(Vm)=________L/mol(用含a、b、c等字母的代数式表示).
解析:
答案:(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)装药品前要检验装置的气密性 使A仪器左高右低,将液体与固体混合
(3)会 收集的氢气会带有水蒸气,导致测得的c值偏小,造成此次测定的Vm偏小
(4)![]()
讲析:根据Vm=
和n=
可知,若测定氢气在通常状况下的摩尔体积,需要测定两个物理量:一是氢气的质量;二是氢气的体积.测定氢气的质量有两种方法:①利用差量法,即反应前、后A、B仪器的总质量差(包括内装物质)等于气体的质量;②根据已知反应物的量(完全反应)求氢气的质量.测定氢气的体积采用排水量气法.
(1)结合实验药品可知反应原理为锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气;
(2)有关气体的制取实验,以及气体的定量测定实验,在装药品前都要检验装置的气密性;
(3)由图可知,B仪器中应装有碱石灰,用于干燥氢气,若拆除B仪器,记录的c值会偏小,使收集的氢气质量增大,导致测得的氢气的摩尔体积偏小;
(4)应根据质量差计算氢气的质量:m(H2)=(a-c)g,故n(H2)=
mol,从而可知Vm=
L/mol.
提示:
本实验以“测定气体摩尔体积”为载体,联系气体制备、测定气体体积的方法,深刻考查了同学们对气体摩尔体积概念的理解以及实验设计能力,充分体现了定量实验设计一定要围绕“实验原理”、“操作要点”和“误差分析” 这三个要素进行.