Question

某研究性學習小組為證明在同溫同壓下，相同濃度相同體積的不同強度的一元酸與足量鎂帶反應時，生成氫氣的體積相同而反應速率不同，同時測定該實驗條件下的氣體摩爾體積，設計的簡易實驗裝置如圖．該實驗的主要操作步驟如下：
①配制濃度均為1mol/L的鹽酸和醋酸溶液；
②用______量取10.00mL 1mol/L的鹽酸和醋酸溶液分別加入兩個錐形瓶中；
③分別稱取除去表面氧化膜的鎂帶a g，并系于銅絲末端，a的數值至少為______；
④在廣口瓶中裝足量的水，按圖連接好裝置；檢查裝置的氣密性；
⑤將銅絲向下移動，使足量鎂帶浸入酸中（銅絲不與酸接觸），至反應完全，記錄______；
⑥反應結束后待溫度恢復到室溫，若丙中液面高于乙中液面，讀取量筒中水的體積前，應______，讀出量筒中水的體積為V mL．
請將上述步驟補充完整并回答下列問題：
（1）用文字表述④檢查該裝置氣密性的操作與觀察方法：______．
（2）本實驗中應選用______（填序號）的量筒．
A．100mL B．200mL C．500mL
（3）若水蒸氣的影響忽略不計，在實驗室條件下，氣體摩爾體積的計算式為V_m=______．
（4）速率不等的原因是______，銅絲不與酸接觸的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：②根據酸式滴定管和堿式滴定管的使用要求以及精確度來選擇；
③根據化學方程式進行計算；
⑤比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化；（3）讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
⑥讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差；
（1）從檢查裝置的氣密性的原理來考慮；
（2）根據化學方程式進行計算；
（3）根據氣體摩爾體積V_m=來分析；
（4）從影響化學反應速率的因素來分析；根據鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定．
解答：解：②題中要求酸的體積10.00 mL較精確，應選酸式滴定管，如用堿式滴定管會腐蝕橡膠管，故答案為：酸式滴定管；
③Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
 24g    2 mol
  a    1mol/L×0.01L     
a=0.12 g．
故答案為：0.12；
⑤比較化學反應速率，必須是比較一定時間之內的反應物濃度的變化或其它量的變化，故答案為：反應所需時間；
⑥讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，故答案為：將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平；
（1）如不漏氣，加熱時容器內壓強增大，會有氣泡冒出，故答案為：往丙中加水沒過導氣管口下端，兩手掌緊貼甲外壁一會兒，若觀察到丙中導氣管冒氣泡，表明裝置不漏氣；
（2）Mg+2HCl（或HAc）═MgCl₂+H₂↑
      2 mol 1 mol
     1 mol/L×0.01 L    n（H₂）
n（H₂）=0.005 mol，V（H₂）=0.005 mol×22.4L/mol=0.112L=112ml，應選200 mL量筒，故答案為：B；
（3）由（2）得氣體的物質的量為0.005 mol，通過⑥的氣體的體積為V mL，V_m===0.2V L/mol，故答案為：0.2VL/mol；
（4）影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、壓強等，本題為濃度不同，故答案為：H⁺濃度不同；
鎂與銅易形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定，所以銅絲不與酸接觸，故答案為：防止形成原電池，加快反應速率，干擾實驗測定．
點評：本題為實驗探究題，注意實驗基本操作，注意基礎知識的掌握，難度中等．