Question

某中學有甲、乙兩個探究性學習小組，他們擬用小顆粒狀鋁硅合金與足量稀硫酸的反應測定通常狀況(約20 ℃，1 atm)下氣體摩爾體積。

(1)甲組同學擬選用下列實驗裝置完成實驗：

①該組同學必須選用的裝置的連接順序是A接(　　)、(　　)接(　　)、(　　)接(　　)(填接口字母，可不填滿)；

②實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶。請你幫助分析原因______________

_______________________________________________________________；

③實驗結束時，該組同學應怎樣測量實驗中生成氫氣的體積？

__________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)乙組同學仔細分析甲組同學的實驗裝置后，認為：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設計了如下圖所示的實驗裝置。

①裝置中導管a的作用是：______________________________________

______________________________________________________________；

②實驗中準確測得4個數據：實驗前鋁硅合金的質量為m₁ g，實驗后殘留固體的質量為m₂ g，實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V₁ mL、V₂ mL。則通常狀況下氣體摩爾體積V_m＝________。

Answer 1

解析　本題通過測定一定物質的量的H₂的體積來測定通常狀況下氣體摩爾體積。H₂的物質的量可根據鋁硅合金中鋁的質量求算，H₂的體積通過排水法測定。

(1)①干燥H₂時要長進短出，排水測定H₂體積時要短進長出，不選F裝置的理由是F中導管太短，不能形成連通器，無法調整兩容器內的液面高度，使廣口瓶中和量筒中壓強不等，產生誤差。②由于反應放熱且生成氣體，錐形瓶中氣體壓強變大，所以稀硫酸不能順利滴入錐形瓶。③測量H₂體積時要注意兩個問題：一是冷卻，二是保證液面兩側壓強相等。

(2)①a管可使分液漏斗內與錐形瓶內壓強相等，從而使稀硫酸順利滴下，還能夠消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差。

②m(Al)＝(m₁－m₂)g，

所以n(H₂)＝n(Al)＝mol

V(H₂)＝(V₁－V₂)mL，

所以V_m＝＝L/mol。

答案　(1)①C　B　E　D　G

②鋁與稀硫酸反應放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強變大

③待實驗裝置冷卻后，上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，再平視讀取量筒中水的體積，即氫氣在通常狀況下的體積

(2)①使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等；打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差

②L/mol