Question

17．某學(xué)生利用鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積，粗略測定鋅的摩爾質(zhì)量（設(shè)Wg鋅片全部反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)不超過50mL）．實(shí)驗(yàn)裝置如下：
請回答：
（1）進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須保證氣密性良好，如何檢驗(yàn)此裝置的氣密性？
將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣
（2）以下是測量收集到氣體體積必須包含的幾個(gè)步驟：a．調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；b．使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；c．讀取量筒內(nèi)氣體的體積．這三個(gè)操作步驟的正確順序是（填寫代號）bac．
（3）測量收集到氣體體積時(shí)，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？緩緩將量筒下移，使量筒內(nèi)外液面相平進(jìn)行該操作的目的是使量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓
（4）如果實(shí)驗(yàn)中得到的氫氣體積是VmL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），水蒸氣的影響忽略不計(jì)，鋅的摩爾質(zhì)量的計(jì)算式為（含W、V，不必化簡）：M（Zn）=$\frac{22400W}{V}$g/mol．

Answer 1

分析 （1）檢查氣密性的方法：將導(dǎo)管的出口放入水中，用手緊握試管，觀察水中的導(dǎo)管口是否有氣泡冒出；
（2）要準(zhǔn)確測量氣體體積必須保持量筒內(nèi)外氣體的溫度和壓強(qiáng)相等，因此在讀取量筒內(nèi)氣體的體積之前，應(yīng)使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；再調(diào)節(jié)量筒內(nèi)外液面高度使之相同；
（3）觀察裝置圖可知，量筒內(nèi)液面高于水槽液面，只要將量筒慢慢下移即可；使量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓；
（4）利用氫氣的體積計(jì)算消耗鋅的物質(zhì)的量，再根據(jù)摩爾質(zhì)量=$\frac{m}{n}$計(jì)算．

解答 解：（1）檢驗(yàn)裝置的氣密性時(shí)，將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣．
故答案為：將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣；
（2）因?yàn)榕懦龅臍怏w是需要用排出的水的體積衡量的，而反應(yīng)前后的量筒溫度是不同的，因此，反應(yīng)終止應(yīng)該先停止加熱，待體系恢復(fù)到室溫時(shí)，才取出導(dǎo)管．這一步操作跟通常的實(shí)驗(yàn)不同，所以停止加熱時(shí)導(dǎo)管的出口要高于量筒內(nèi)的液面，此時(shí)即使不取出導(dǎo)管而停止加熱，也不會(huì)造成水的倒吸；停止加熱、回到室溫后，將量筒下移以調(diào)節(jié)量筒內(nèi)的液面與水槽一致，此時(shí)量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)也為大氣壓，讀數(shù)才是正確的；所以正確的操作順序?yàn)椋篵使氣體都冷卻至室溫；a調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；c讀取量筒內(nèi)氣體的體積；即bac；
故答案為：bac；
（3）由于測氣體體積時(shí)必須使內(nèi)外壓強(qiáng)相等，故需調(diào)節(jié)量筒高度，使其中的液面與試管液面水平；
故答案為：緩緩將量筒下移，使量筒內(nèi)外液面相平；使量筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓；
（4）鋅和稀硫酸反應(yīng)的關(guān)系可知反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量和生成氫氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體物質(zhì)的量相同，實(shí)驗(yàn)中測得粗鋅質(zhì)量為W g，得到的氫氣體積是V mL（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），水蒸氣的影響忽略不計(jì)，氫氣的物質(zhì)的量為：$\frac{VL×10{\;}^{-3}}{22.4L/mol}$，即消耗鋅的物質(zhì)的量為：$\frac{VL×10{\;}^{-3}}{22.4L/mol}$，故鋅的摩爾質(zhì)量=$\frac{m}{n}$=$\frac{Wg}{\frac{VL×10{\;}^{-3}}{22.4L/mol}}$=$\frac{22400W}{V}$g/mol，
故答案為：$\frac{22400W}{V}$g/mol．

點(diǎn)評 本題較全面的考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)雙基知識(shí)．包括的考點(diǎn)有實(shí)驗(yàn)的操作、原理、數(shù)據(jù)的采用和處理，利用常用的中學(xué)儀器做定量實(shí)驗(yàn)，題目難度中等．注意氣密性的檢查和量氣操作．