Question

13．某研究性學(xué)習(xí)小組欲測定室溫下（25℃、101kPa）的氣體摩爾體積，請(qǐng)回答以下問題．該小組設(shè)計(jì)的簡易實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：該實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟如下：
①配制100mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液；
②用10mL量筒（填儀器名稱并注明規(guī)格）量取7.5mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液加入錐形瓶中；
③稱取a g已除去表面氧化膜的鎂條，并系于銅絲末端，為使HCl全部參加反應(yīng)，a的數(shù)值至少為0.09g；
④往廣口瓶中裝入足量水，按如圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；
⑤反應(yīng)結(jié)束后待體系溫度恢復(fù)到室溫，讀出量筒中水的體積為V mL．
請(qǐng)將上述步驟補(bǔ)充完整并回答下列問題．
（1）步驟①中，配制100mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液時(shí)，下列哪些操作會(huì)使配制濃度偏小AC（填寫字母）．
A．用量筒量取濃鹽酸時(shí)，俯視量筒的刻度
B．容量瓶未干燥即用來配制溶液
C．濃鹽酸在燒杯中稀釋時(shí)，攪拌時(shí)間過長
D．定容完成后，將容量瓶倒置搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線
E．在容量瓶中定容時(shí)俯視容量瓶刻度線               
F．燒杯中有少量水
（2）請(qǐng)?zhí)顚懖僮鞑襟E中的空格：步驟②10mL量筒，步驟③0.09g．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟⑤中應(yīng)選用A（填字母）的量筒．
A．100mL　　　　　B．200mL　　　　　C．500mL
（4）忽略水蒸氣影響，在該條件下測得氣體摩爾體積的計(jì)算式為Vm=$\frac{1}{3.75V}$L/mol．
（5）若未除去鎂條表面的氧化膜，則測得該條件下氣體的摩爾體積偏低（填偏大、偏小或無影響）．

Answer 1

分析 （1）分析具體操作對(duì)n、V的影響，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$分析不當(dāng)操作對(duì)溶液濃度的影響．
（2）步驟②量取7.5mL 1.0mol•L的鹽酸溶液加入錐形瓶中，題中要求酸的體積7.5mL，故選用10mL量筒即可；
步驟③假設(shè)a全部是鎂結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到；
（3）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑產(chǎn)生的氫氣的體積即為排出的水的體積，據(jù)此選擇量筒的規(guī)格；
（4）由（3）得氣體的物質(zhì)的量為0.00375mol，通過氣體的體積為V mL，通過V_m=$\frac{V}{n}$來計(jì)算；
（5）若未除去鎂條表面的氧化膜，生成的氫氣體積減少．

解答 解：（1）A．用量筒量取濃鹽酸時(shí)，俯視量筒的刻度，則量取的濃鹽酸的體積偏小，所配置出的溶液的濃度偏低，故A正確；
B．容量瓶未干燥即用來配制溶液，對(duì)溶液的濃度無影響，故B錯(cuò)誤；
C．濃鹽酸在燒杯中稀釋時(shí)，攪拌時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致HCl的揮發(fā)，則所配置的溶液的濃度偏低，故C正確；
D．定容完成后，將容量瓶倒置搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線是正常的，故D錯(cuò)誤；
E．在容量瓶中定容時(shí)俯視容量瓶刻度線，則溶液體積偏小，濃度偏高，故F錯(cuò)誤；               
F．燒杯中有少量水，對(duì)鹽酸溶質(zhì)的量無影響，則對(duì)所配制的溶液的濃度無影響，故F錯(cuò)誤．
故選AC；
（2）步驟②量取7.5mL 1.0mol•L的鹽酸溶液加入錐形瓶中，題中要求酸的體積7.5mL，故選用10mL量筒即可；
步驟③
Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
1mol 2mol
n 0.0075 mol
n=0.00375mol 故a=24g/mol×0.00375mol=0.090；
故答案為：10mL量筒；0.09g；
（3）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑
2mol　 　　　1mol
0，0075 mol　 n（H₂）
n（H₂）=0.00375mol
V（H₂）=0.00375 mol×22.4L/mol=0.084L=84ml，應(yīng)選100mL量筒；
故答案為：A；
（4）由（2）得氣體的物質(zhì)的量為0.00375 mol，通過⑥的氣體的體積為V mL，V_m=$\frac{V}{n}$=$\frac{0.001VL}{0.00375mol}$=$\frac{1}{3.75V}$L/mol；
故答案為：$\frac{1}{3.75V}$．
（5）若未除去鎂條表面的氧化膜，生成的氫氣體積減少，則測量結(jié)果偏低，故答案為：偏低．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了一定體積的一定濃度的溶液的配制，在配制過程中要注意的一些事項(xiàng)都在本題中有所考查，氣體摩爾體積的計(jì)算要抓住定義進(jìn)行計(jì)算即可，試題的綜合性較強(qiáng)．