Question

【題目】【2016屆江西省八所重點中學盟校模擬】利用下左圖所示實驗裝置可以測定常溫常壓下氣體的摩爾體積。

c

甲同學利用如上左圖裝置，根據下列步驟完成實驗：①裝配好裝置，作氣密性檢查。②用砂紙擦去鎂帶表面的氧化物，然后取0.108g的鎂帶。③取下A瓶加料口的橡皮塞，用小燒杯加入20mL水，再把已稱量的鎂帶加到A瓶的底部，用橡皮塞塞緊加料口。④用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導管內外液面持平。⑤用注射器吸取10mL3mol·L-1硫酸溶液，用針頭扎進A瓶加料口橡皮塞，將硫酸注入A瓶，注入后迅速拔出針頭。⑥當鎂帶完全反應后，讀取C瓶中液體的體積，記錄數據。⑦用注射器從A瓶加料口處抽出8.0mL氣體，使B瓶中導管內外液面持平。⑧讀出C瓶中液體體積是115.0mL。完成下列填空：

（1）常溫常壓下的壓強為 ，溫度為 。

（2）在常溫常壓下氣體摩爾體積理論值約為24.5L/mol，甲同學測出此條件下lmol氣體的體積為__________，計算此次實驗的相對誤差為________%〈保留2位有效數字）。引起該誤差的可能原因是__________________。

a.鎂帶中含鋁； b.沒有除去鎂帶表面的氧化物； c.反應放熱； d.所用硫酸的量不足

（3）丙同學提出可用如上右圖裝置完成該實驗。該裝置氣密性的檢查方法是：_____________。

（4）與原方案裝置相比，丙同學使用的裝置實驗精度更高。請說明理由（回答兩條）_________________，___________________。

Answer 1

【答案】（1）101KPa ，25℃（298K）（各1分）

（2）25.1L（3分） 2.5（3分） ac（2分）

（3）快速上移或下移水準管，若量氣管內液面最終與水準管液面存在穩(wěn)定的液面差即氣密性良好。（2分，其它合理答案也給分下同）

（4）壓強：該裝置能更簡便、更準確地控制氣壓不變；溫度：借助水浴裝置，實驗溫度更接近常溫（水浴能減小反應放熱帶來的誤差）；精度：量氣管由滴定管改制，讀數更精確。（2分，每寫出一點給1分）

【解析】

試題分析：（1）常溫常壓下的壓強為101KPa ，溫度為25℃（298K）。

（2）分析實驗步驟知加入硫酸的體積也排除裝置內的氣體使C瓶中液體體積增加，用注射器從A瓶加料口處抽氣，使B瓶導管內外液面持平，抽出氣體的體積應加在氫氣體積之中；根據反應：Mg + 2H+==Mg2+ + H2↑計算0.108g的鎂帶與10mL3mol·L-1硫酸溶液反應生成氫氣的物質的量為0.0045mol，產生氫氣的體積等與C瓶中液體的體積減去在常溫常壓下的體積為（115.0-10+8.0）mL=113mL=0.113L，則甲同學測出此條件下lmol氣體的體積為0.113L÷0.0045=25.1L，又常溫常壓下氣體摩爾體積理論值約為24.5L/mol，此次實驗的相對誤差為（25.1-24.5）/24.5×100%=2.5%。a.等質量的鎂和鋁與足量硫酸反應，鋁產生的氫氣多，鎂帶中含鋁，生成氫氣的體積偏大，正確；b.沒有除去鎂帶表面的氧化物，與足量硫酸反應生成氫氣的體積偏小，錯誤；c.反應放熱，氣體受熱膨脹，體積偏大，正確；d.所用硫酸的量不足，產生氫氣的體積偏小，錯誤，選ac。

（3）右圖裝置氣密性的檢查方法是快速上移或下移水準管，若量氣管內液面最終與水準管液面存在穩(wěn)定的液面差即氣密性良好。

（4）氣體體積的受溫度和壓強影響，從溫度和壓強角度分析。與原方案裝置相比，丙同學使用的裝置實驗精度更高，原因是壓強：該裝置能更簡便、更準確地控制氣壓不變；溫度：借助水浴裝置，實驗溫度更接近常溫（水浴能減小反應放熱帶來的誤差）；精度：量氣管由滴定管改制，讀數更精確。